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

Орхидея отрастила «палец» для самоопыления Орхидея отрастила «палец» для самоопыления

Как орхидея адаптировалась к нехватке опылителей в темном подлеске

N+1
Орнитологи вернули вымерших в природе голубых ара в бразильские леса Орнитологи вернули вымерших в природе голубых ара в бразильские леса

Орнитологи выпустили восемь голубых ара в заповеднике в штате Баия

N+1
Ожирение в детстве в четыре раза повысило вероятность долгосрочного отпуска по болезни в 25 лет Ожирение в детстве в четыре раза повысило вероятность долгосрочного отпуска по болезни в 25 лет

У страдавших ожирением в детстве высокая вероятность уйти в отпуск по здоровью

N+1
5 крутых рыболовных гаджетов, перед которыми не сможет устоять ни один рыбак 5 крутых рыболовных гаджетов, перед которыми не сможет устоять ни один рыбак

Рыболовная индустрия шагнула сильно дальше откопанного червяка

ТехИнсайдер
Что вас бесит больше всего: психологический тест с выбором картинки Что вас бесит больше всего: психологический тест с выбором картинки

Пройдите тест и узнайте, от чего может исходить ваша агрессия!

ТехИнсайдер
Поражение миндалины не дало людям принести одного в жертву ради спасения многих Поражение миндалины не дало людям принести одного в жертву ради спасения многих

Пациенты с болезнью Убраха-Вите отказываются приносить в жертву невинного

N+1
Публицист Толстой, философ Рэнд и блогер Иванов: 6 лучших нон-фикшн-книг от знаменитых писателей Публицист Толстой, философ Рэнд и блогер Иванов: 6 лучших нон-фикшн-книг от знаменитых писателей

В этой статье мы расскажем о нехудожественных книгах знаменитых писателей

ТехИнсайдер
Дом под снос Дом под снос

Некоторые из самых интересных архитектурных проектов Японии долго не проживут

Robb Report

Мужчины называют этим термином что угодно, совсем не разобравшись в сути

VOICE
7 упражнений, которые укрепят каркас и снимут боль 7 упражнений, которые укрепят каркас и снимут боль

Растяжка спины и позвоночника

Лиза
Уральская волчица: история самой жестокой женщины-убийцы в России Уральская волчица: история самой жестокой женщины-убийцы в России

«Я даже не могу назвать ее женщиной, для меня она безлика»

VOICE
«Конек-горбунок»: история создания сказки и ее экранизации «Конек-горбунок»: история создания сказки и ее экранизации

Рассказываем историю публикации «Конька-горбунка» и вспоминаем похожие сюжеты

Культура.РФ
5 мемуаров и биографий звезд музыкальной сцены, достойных прочтения 5 мемуаров и биографий звезд музыкальной сцены, достойных прочтения

Подборка книг, которые рассказывают правду о выдающихся рок-музыкантах XX века

СНОБ
Роды в присутствии трехлетнего сына: почему история Регины Тодоренко вызвала яростные споры Роды в присутствии трехлетнего сына: почему история Регины Тодоренко вызвала яростные споры

Стоит ли посвящать в таинство рождения трехлетнего ребенка?

Psychologies
Как работают 3D-очки Как работают 3D-очки

В чем секрет 3D-очков с синим и красным стеклом? Как они работают?

ТехИнсайдер
Тип фигуры: как определить свой и как правильно подобрать гардероб Тип фигуры: как определить свой и как правильно подобрать гардероб

Как скрыть ненужное и подчеркнуть достоинства в соответствии с типом фигуры?

РБК
Автомобиль как роскошь: кузова прекрасной эпохи Автомобиль как роскошь: кузова прекрасной эпохи

В XX веке кузова авто строили под заказ, в соответствии с фантазиями клиента

Maxim
Шифры, хакеры, шпионы: пока все разбираются с криптовалютой, редакция «Правил жизни» изучает историю криптографии Шифры, хакеры, шпионы: пока все разбираются с криптовалютой, редакция «Правил жизни» изучает историю криптографии

Музей криптографии: самый древний шифр, популярные пароли и худший майнер в мире

Правила жизни
«У него были красотки Лорак и Стоцкая»: домработница Киркорова рассказала, почему он не женился «У него были красотки Лорак и Стоцкая»: домработница Киркорова рассказала, почему он не женился

Почему Филипп Киркоров больше не женился после развода с Аллой Пугачёвой?

VOICE
Тропический остров Тропический остров

Интерьер в морских тонах пробуждает бунтарское настроение

Идеи Вашего Дома
Гепарды вернутся в Индию после 70 лет отсутствия Гепарды вернутся в Индию после 70 лет отсутствия

Возвращение гепардов в Индию пойдет на пользу местной экосистеме

N+1
Психология научная и житейская: в чем разница? Психология научная и житейская: в чем разница?

Какие проблемы можно решить средствами житейской психологии?

Psychologies
Ремонтируем от и до Ремонтируем от и до

Как провести ремонт квартиры быстро и без дополнительных хлопот

Идеи Вашего Дома
3 причины, по которым собаки наклоняют головы вбок 3 причины, по которым собаки наклоняют головы вбок

Собаки частенько наклоняют головы вбок в самых разных ситуациях. Но зачем?

ТехИнсайдер
Как правильно ухаживать за кутикулой. Советы эксперта Как правильно ухаживать за кутикулой. Советы эксперта

Зачем нужно следить не только за ногтевой пластиной, но и кожей вокруг нее

РБК
Синдром самозванца: есть ли он у тебя и как его побороть Синдром самозванца: есть ли он у тебя и как его побороть

Откуда берется синдром самозванца, мешающий жить и работать

Maxim
Какую женщину никогда не позовут замуж: жесткая цитата Джины Лоллобриджиды Какую женщину никогда не позовут замуж: жесткая цитата Джины Лоллобриджиды

Если тебя еще не осчастливили предложением стать женой, считай это комплиментом

VOICE
Программисты поменяли интересы как ученые Программисты поменяли интересы как ученые

Стратегии выбора исследований делятся на группы консервативных и радикальных

N+1
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
Как создать стикеры в Телеграме: пошаговая инструкция Как создать стикеры в Телеграме: пошаговая инструкция

Рассказываем, как сделать стикеры в Телеграме и поделиться своим стикерпаком

CHIP
Открыть в приложении