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

«Джеймс Уэбб» рассмотрел комки пыли в галактике «Сомбреро» «Джеймс Уэбб» рассмотрел комки пыли в галактике «Сомбреро»

Ядро «Сомбреро» содержит не очень активную сверхмассивную черную дыру

N+1
7 мест на планете, где акула — реальная опасность 7 мест на планете, где акула — реальная опасность

У всех ли берегов стоит опасаться этих хищников?

ТехИнсайдер
Ученые разгадали научную загадку, которая будоражила человеческие умы практически 140 лет! Ученые разгадали научную загадку, которая будоражила человеческие умы практически 140 лет!

Математики доказали, что четырехчастное разбиение Генри Дьюдени оптимально

Inc.
Субмарина-истребитель проекта 705: дерзкая авантюра Субмарина-истребитель проекта 705: дерзкая авантюра

Чем же был проект 705 – прорывом в будущее или дорогостоящей авантюрой?

ТехИнсайдер
Почему люди пускают слюни во сне Почему люди пускают слюни во сне

Когда кто-то сладко спит, он может начать пускать слюни во сне! Но почему?

ТехИнсайдер
Бургер без хлеба, белковый салат и элитная овсянка — секреты простейших завтраков Бургер без хлеба, белковый салат и элитная овсянка — секреты простейших завтраков

То, что сделает насыщенным весь ваш день

Maxim
Стандарт устойчивости: что такое таксономия и какое отношение она имеет к ESG Стандарт устойчивости: что такое таксономия и какое отношение она имеет к ESG

Как работает таксономия в России и мире

Forbes
Еще раз про кино Еще раз про кино

«Главная роль»: затянутая шутка про изнанку кинобизнеса

Weekend
На Западе об этой советской игре ходили легенды. Почему американцы считали На Западе об этой советской игре ходили легенды. Почему американцы считали

Популярная игра, созданная в СССР, в свое время стала настоящим хитом на Западе

ТехИнсайдер
6 ингредиентов, которые мы не ожидали в увидеть в бьюти-средствах 6 ингредиентов, которые мы не ожидали в увидеть в бьюти-средствах

Рыбья чешуя, чайный гриб… Что еще можно встретить в твоей ванной комнате?

Лиза
Зачем разрешать ребенку баловаться: 5 советов для родителей и воспитателей Зачем разрешать ребенку баловаться: 5 советов для родителей и воспитателей

Почему детская шалость — это абсолютно нормально

Psychologies
Горные качели, бани и русская Ривьера: что смотреть и пробовать в Сочи Горные качели, бани и русская Ривьера: что смотреть и пробовать в Сочи

Как небанально провести время в Сочи?

РБК
От Врубеля до Урса Фишера: как керамика стала популярным трендом в искусстве От Врубеля до Урса Фишера: как керамика стала популярным трендом в искусстве

С чего началось увлечение аудитории и коллекционеров керамикой

Forbes
Бывший продолжает портить вам жизнь: 7 правил самозащиты Бывший продолжает портить вам жизнь: 7 правил самозащиты

Что предпринять, чтобы прекратить агрессию от бывшего в свой адрес?

Psychologies
Это вам не одуванчики: 5 самых опасных растений России, о которых должен знать каждый Это вам не одуванчики: 5 самых опасных растений России, о которых должен знать каждый

Ядовитые растения, которые встречаются в России практически везде

ТехИнсайдер
Обмотку лука скифской девочки-воина изготовили из рыбьей кожи Обмотку лука скифской девочки-воина изготовили из рыбьей кожи

Ученые исследовали находку, сделанную больше 30 лет назад в Тыве

N+1
Экономический бумт Экономический бумт

Пять кризисных эпох в истории дореволюционной России

Правила жизни
Ребенок по плану Ребенок по плану

Некоторые продукты, витамины и минералы способны увеличить шансы на беременность

Лиза
Пляжное чтение: 10 идеальных книг для отпуска Пляжное чтение: 10 идеальных книг для отпуска

Отпуск — лучшее время для чтения

СНОБ
5 неявных привычек, убивающих женственность день за днем 5 неявных привычек, убивающих женственность день за днем

Проверь, нет ли у тебя привычек, из-за которых можно перестать быть желанной

Лиза
До работы далеко: как общаться с коллегами по переписке До работы далеко: как общаться с коллегами по переписке

Что такое дистанционный этикет и как его придерживаться?

VOICE
Сколько людей может прокормить Земля? Сколько людей может прокормить Земля?

Сможет ли наша родная планета прокормить нас?

ТехИнсайдер
За что англичане презирали вторую жену принца Чарльза больше всего, и как Камилла это исправила За что англичане презирали вторую жену принца Чарльза больше всего, и как Камилла это исправила

Раздражение и презрение британцев вызывала одна индивидуальная черта Камиллы

VOICE
28-летний шотландец купил заброшенный каменный коттедж и меньше чем за год превратил его в уютный маленький дом 28-летний шотландец купил заброшенный каменный коттедж и меньше чем за год превратил его в уютный маленький дом

Чудесное преображение старого каменного дома

Правила жизни
Темные времена: как и когда загар вошел в моду Темные времена: как и когда загар вошел в моду

Слова «отдохнул» и «загорел» едва ли не синонимы, но так было далеко не всегда

Правила жизни
Зачем нужны тоники для лица и как ими пользоваться Зачем нужны тоники для лица и как ими пользоваться

Кому нужны тоники, а кто может от них отказаться?

РБК
Исчезнувшие города Древней Руси Исчезнувшие города Древней Руси

Какое место называют «русской Троей» и что осталось от Мологи и Хатуни

Культура.РФ
Renault Arkana. Звезда в тени Renault Arkana. Звезда в тени

Renault Arkana — симпатичный, комфортный и надежный кроссовер

4x4 Club
Характер нордический Характер нордический

Вокруг нордической кухни ходит немало споров

Bones
Тариф молодежный. Как получить субсидию за сотрудников до 30 лет Тариф молодежный. Как получить субсидию за сотрудников до 30 лет

Работодатели могут получить субсидии за трудоустройство сотрудников моложе 30

Inc.
Открыть в приложении