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

На римском памятнике впервые нашли артефакт из ископаемого трилобита На римском памятнике впервые нашли артефакт из ископаемого трилобита

Как архаичные люди могли использовать окаменелости трилобитов?

N+1
Почему вашу собаку тошнит: самые опасные признаки заболеваний Почему вашу собаку тошнит: самые опасные признаки заболеваний

Когда у собаки расстройство желудка, это сложно для всех!

ТехИнсайдер
Зонд Parker Solar Probe подтвердил влияние магнитного поля на солнечные вспышки Зонд Parker Solar Probe подтвердил влияние магнитного поля на солнечные вспышки

Ученые подтвердили теоретические модели магнитного пересоединения

ТехИнсайдер
Почему не стоит гнаться за счастьем? Тезисы из выступления американского писателя Почему не стоит гнаться за счастьем? Тезисы из выступления американского писателя

Как начать жить в настоящем, а не ждать идеального будущего

Правила жизни
Найден способ омолодить стареющие клетки мозга Найден способ омолодить стареющие клетки мозга

Обратить старость вспять реально, причем на это понадобится всего один день

ТехИнсайдер
Личный опыт: как я стала жертвой эксгибициониста Личный опыт: как я стала жертвой эксгибициониста

Защититься от встречи с эксгибиционистом непросто

Psychologies
«Пусть они заткнутся»: история медсестры Марии Фикачковой, убивавшей младенцев «Пусть они заткнутся»: история медсестры Марии Фикачковой, убивавшей младенцев

Как Мария Фикачкова три года убивала младенцев и думала, что ее не поймают

VOICE

Гуф и Murovei — о том, как они изменились за два года

Правила жизни
Результат любви несовместимых пород: 5 собак-метисов, которые рассмешат вас своей внешностью Результат любви несовместимых пород: 5 собак-метисов, которые рассмешат вас своей внешностью

Собаки, которые характером и красотой не уступают чистокровным собратьям

ТехИнсайдер
Глаз радуется Глаз радуется

16 вьющихся цветов для украшения заборов, террас и арок

Лиза
Мода хиппи, Средневековье и Жаклин Кеннеди. Какие образы вдохновляли художников по костюмам фильмов о Гарри Поттере Мода хиппи, Средневековье и Жаклин Кеннеди. Какие образы вдохновляли художников по костюмам фильмов о Гарри Поттере

Как создатели фильмов о волшебниках выбирали одежду для персонажей

СНОБ
Если муж потерял работу Если муж потерял работу

Как не дойти до развода из-за нехватки денег

Лиза
Спорт, бизнес и равенство: как сестры-баскетболистки Кавиндер заработали более $1 млн Спорт, бизнес и равенство: как сестры-баскетболистки Кавиндер заработали более $1 млн

Как участницы студенческой спортивной команды монетизировали свое имя и имидж

Forbes
Эти галактические явления пугают даже опытных астрономов: чего мы не знаем о Вселенной Эти галактические явления пугают даже опытных астрономов: чего мы не знаем о Вселенной

Галактические явления, которые нарушают прогнозы и ставят в тупик

ТехИнсайдер
Как приучить себя есть больше овощей: 3 вкусных совета, которые помогут быстро похудеть Как приучить себя есть больше овощей: 3 вкусных совета, которые помогут быстро похудеть

Отрывок из книги 50 полезных пищевых привычек

VOICE
Не только слушать, но и слышать: как и зачем развивать эмпатию Не только слушать, но и слышать: как и зачем развивать эмпатию

Эмпатия — способность понимать чужие эмоции, чувства и потребности

Forbes
Как видят мир дальтоники, и почему они по-разному воспринимают цвета Как видят мир дальтоники, и почему они по-разному воспринимают цвета

Дальтонизм тоже бывает разный

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
Карла Суарес: «Гавана, год нуля» Карла Суарес: «Гавана, год нуля»

Глава из романа «Гавана, год нуля» — о том, как можно отвлечься от ужаса вокруг

СНОБ
Кто первым связал коммунизм с электрификацией Кто первым связал коммунизм с электрификацией

Григорий Ревзин о коммивояжере, который добавил к утопии Ниагарский водопад

Weekend
Неудача — это узел на побеге бамбука: чему нас учит японская философия ваби-саби Неудача — это узел на побеге бамбука: чему нас учит японская философия ваби-саби

Как японцы учат нас находить связи между ходом жизни и природными явлениями

Forbes
Необычные факты об Уране: самая странная планета Солнечной системы Необычные факты об Уране: самая странная планета Солнечной системы

Некоторые факты о планетах нашей родной Солнечной системы не могут не удивлять

ТехИнсайдер
Страх и смех в одном флаконе: 30 отличных комедийных хорроров Страх и смех в одном флаконе: 30 отличных комедийных хорроров

Неуклюжие вампиры и зомби, откровенные пародии на жанр – будет весело и страшно

Правила жизни
Великая лунная мистификация 1835 года: как фантаст заставил весь мир поверить, что на Луне есть жизнь Великая лунная мистификация 1835 года: как фантаст заставил весь мир поверить, что на Луне есть жизнь

Первый в истории пранк о пришельцах, который полностью вышел из-под контроля

ТехИнсайдер
Укус Тарантула: как звезда может провалиться в черную дыру Укус Тарантула: как звезда может провалиться в черную дыру

Иногда Вселенная обходится без фейерверка

Forbes
Долой влажную уборку! Профессиональный клинер открыл секрет идеальной чистоты без воды Долой влажную уборку! Профессиональный клинер открыл секрет идеальной чистоты без воды

Как добиться идеальной чистоты дома с помощью сухой уборки

VOICE
«Островок разума и внутренней свободы». Основатели «Страдающего Средневековья» о новых гуманитарных курсах и юморе в темные времена «Островок разума и внутренней свободы». Основатели «Страдающего Средневековья» о новых гуманитарных курсах и юморе в темные времена

Как паблик с картинками про инквизиторов превратился в образовательный проект

Inc.
Женихи не прощают смешного: что значил бал для девушки в XIX веке Женихи не прощают смешного: что значил бал для девушки в XIX веке

Отрывок из романа «Нашествие» — альтернативного взгляда на мир 1812 года

Forbes
Сибирские собаки включили в рацион пресноводную пищу около 7400 лет назад Сибирские собаки включили в рацион пресноводную пищу около 7400 лет назад

Палеозоологи исследовали останки древних собак из Сибири

N+1
Перейти Зону Перейти Зону

«Сталкер» как пример отношений художника и власти

Weekend
Открыть в приложении