Теория взаимодействия атома с излучением в среде фотонного временного кристалла

N+1Наука

Фотонным временным кристаллам предрекли роль лазеров

Марат Хамадеев

Mark Lyubarov et al. / Science, 2022

Израильские физики построили теорию взаимодействия атома с излучением в среде фотонного временного кристалла. Так называют однородный материал, чья диэлектрическая проницаемость периодически меняется во времени с частотой, близкой к частоте распространяющегося в нем света. Они обнаружили, что такие среды способны генерировать узкополосное когерентное излучение, а потому могут стать альтернативной традиционным лазерам. Исследование опубликовано в Science.

Благодаря Эйнштейну мы знаем, что пространство и время имеют одинаковую природу. Это побуждает физиков регулярно искать временные аналоги у физических систем, которые каким-либо необычным образом ведут себя в пространстве. Примером этого могут служить кристаллы времени, которые заимствуют у обычных кристаллов периодичность. Так стали называть квантовую систему, которая одновременно находится в основном энергетическом состоянии и испытывает осцилляции.

Впрочем, временные кристаллы были не первыми структурами, кто «обокрал» обычные кристаллы. С конца 80-х годов физики сначала теоретически, а затем и экспериментально стали исследовать распространение света в структурах, периодичных на масштабе длины волны. С подачи Элая Яблоновича их с 1991 года начали называтьфотонными кристаллами, чтобы подчеркнуть аналогию между поведением в них фотонов и поведением электронов в обычных кристаллических решетках. Философия фотонных кристаллов строилась вокруг их способности влиять на фотонный вакуум, то есть совокупность разрешенных состояний света, прерываемую фотонными запрещенными зонами. Манипуляции с вакуумом в конечно итоге влияют на излучательные свойства помещенных в них атомов, а также открывают дорогу к исследованию весьма экзотических эффектов. На сегодняшний день фотонные кристаллы стали неотъемлемой частью резонаторных и волноводных технологий.

Про временные аналоги фотонных кристаллов — фотонные временные кристаллы — физики стали говорить в середине 00-х годов. Так стали называть однородные протяженные среды, чей показатель преломления изменяется во времени по периодическому закону. В отличие от кристаллов времени, фотонные временные кристаллы, как и их пространственные аналоги, также призваны модифицировать набор состояний, в которых может находиться свет. Физики активно изучают влияние такой модуляции на преобразование частот, казимирово излучение, подавление отражения и многое другое. По большей части исследования были сконцентрированы на частных вопросах распространения света, в то время как полноценная теория его взаимодействия с атомами или иными излучателями отсутствовала.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Звери рейха. Образы животных и немецкая пропаганда» «Звери рейха. Образы животных и немецкая пропаганда»

Как евгеника определила облик немецкой овчарки

N+1
«Человек-экспонат»: история мальчика из Дудинки, чей портрет висит в офисе ООН «Человек-экспонат»: история мальчика из Дудинки, чей портрет висит в офисе ООН

Мальчик с портрета, который висит в ООН — о жизни и важности сохранения истории

СНОБ
У берегов Антарктиды нашли «странных» морских свинок, пауков» и бабочек У берегов Антарктиды нашли «странных» морских свинок, пауков» и бабочек

Глубины Антарктиды скрывают поразительные формы жизни

ТехИнсайдер
Фруктовый беспредел Фруктовый беспредел

Почему фрукторианство не всегда хорошо?

Здоровье
Кто особенно склонен к изменам: 3 ключевые психологические черты, подталкивающие к неверности Кто особенно склонен к изменам: 3 ключевые психологические черты, подталкивающие к неверности

Почему некоторые люди изменяют, а другие — нет?

Psychologies
Рэйнор Винн: «Дикая тишина». Продолжение международного бестселлера «Соленая тропа» Рэйнор Винн: «Дикая тишина». Продолжение международного бестселлера «Соленая тропа»

Отрывок из романа-путешествия пожилой пары — в этот раз в Исландии

СНОБ
«Никто не заставляет мыть посуду и не храпит под ухом» «Никто не заставляет мыть посуду и не храпит под ухом»

Истории женщин, которые выбрали гостевой брак

Лиза
Настоящий индейский детектив Настоящий индейский детектив

«Темные ветра»: неонуар на территории навахо

Weekend
6 причин любить свои недостатки 6 причин любить свои недостатки

Как полюбить все свои особенности?

Psychologies
Эритропоэтин не помог новорожденным с гипоксией головного мозга Эритропоэтин не помог новорожденным с гипоксией головного мозга

Эритропоэтин не снизил риск смерти новорожденных с гипоксией головного мозга

N+1
9 культовых хоррор-фильмов в жанре научной фантастики 9 культовых хоррор-фильмов в жанре научной фантастики

Советуем научно-фантастические фильмы 1950-х!

Правила жизни
«Цинизм может быть веселой игрой» «Цинизм может быть веселой игрой»

Откуда взялись советские трикстеры и во что они превратились

Weekend
Тернистый путь к Тернистый путь к

Перед тем как выйти на красные дорожки, актеры залечивают раны

ТехИнсайдер
Краткая история «Гоголь-центра» Краткая история «Гоголь-центра»

«Сноб» вспоминает все, что происходило в театре «Гоголь-центер» и вокруг него

СНОБ
10 самых жутких видеоигр за всю историю индустрии 10 самых жутких видеоигр за всю историю индустрии

Жуткие видеоигры, которые заставят вас по-настоящему испугаться

ТехИнсайдер
Настольная книга идеального тренировочного партнера Настольная книга идеального тренировочного партнера

Какого напарника искать и как самому стать тем, кто раскроет силу в других

Men Today
Как убрать пятна от пота и дезодоранта с одежды: 5 простых способов Как убрать пятна от пота и дезодоранта с одежды: 5 простых способов

Какие средства могут устранить белые пятна от дезодоранта?

ТехИнсайдер
Что делать если не нравятся овощи: лайфхаки правильного питания Что делать если не нравятся овощи: лайфхаки правильного питания

Что делать, если хочется правильно питаться, а овощи совсем не нравятся?

ТехИнсайдер
Улик не было: насколько распространены ложные обвинения в изнасиловании Улик не было: насколько распространены ложные обвинения в изнасиловании

Отрывок из книги «Право на секс. Феминизм в XXI веке»

Forbes
Второй после Чикатило: история советского маньяка по прозвищу «Мосгаз» Второй после Чикатило: история советского маньяка по прозвищу «Мосгаз»

Этого убийцу требовали наказать самым жестоким спосоом

VOICE
Как телефоны разрушают наши жизни Как телефоны разрушают наши жизни

Цифровой вампиризм. Что это такое?

Psychologies
Почему когда мы хотим одного, то часто делаем совсем другое? Почему когда мы хотим одного, то часто делаем совсем другое?

Почему когда принимаемое решение имеет реальные последствия, люди бездействуют

ТехИнсайдер
Стресс-собеседование: 6 каверзных вопросов, которые топ-менеджеры любят задавать кандидатам во время интервью Стресс-собеседование: 6 каверзных вопросов, которые топ-менеджеры любят задавать кандидатам во время интервью

Нестандартные вопросы, которые бизнес-лидеры задавали на собеседованиях

Правила жизни
Крысы опылили фейхоа Крысы опылили фейхоа

Грызуны и деревья перешли к взаимовыгодному сотрудничеству

N+1
«Не безнравственно, а благородно»: как гимназист Витольд Горский убил семь человек «Не безнравственно, а благородно»: как гимназист Витольд Горский убил семь человек

Витольд Горский действительно уничтожил всю семью купца Жемарина

VOICE
Клумбы и цветники на даче своими руками Клумбы и цветники на даче своими руками

Как легко и недорого преобразить дачный участок?

Лиза
Белое вино в прозрачной бутылке быстрее потеряло аромат Белое вино в прозрачной бутылке быстрее потеряло аромат

Как влияет на белое вино длительное хранение на полке магазина

N+1
Полуночное Солнце Полуночное Солнце

7 лучших развлечений за полярным кругом

Лиза
Куда пропал Конор Макгрегор: катается на яхте за $2,6 млн, гоняет по судам и неистово качается Куда пропал Конор Макгрегор: катается на яхте за $2,6 млн, гоняет по судам и неистово качается

Последние четыре года Конора Макгрэгора в UFC получились очень сложными

Maxim
Лазеры и рэкет: как основательница сети салонов красоты дважды начинала бизнес с нуля Лазеры и рэкет: как основательница сети салонов красоты дважды начинала бизнес с нуля

История Киры Долговой: дважды начинать с нуля и все равно заработать

Forbes
Открыть в приложении