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

Искусственный белок поменял конформацию в ответ на повышение концентрации ионов кальция Искусственный белок поменял конформацию в ответ на повышение концентрации ионов кальция

Как искусственный белок реагирует на повышение концентрации ионов кальция

N+1
Что такое психологический чекап и как его проходить Что такое психологический чекап и как его проходить

Как проверить свое ментальное здоровье?

Psychologies
Открывая космос Открывая космос

Путеводитель женщины-астронавта по миру миссий, чудес и перемен в космосе

kiozk originals
Физики сделали разделенный нейтронный интерферометр Физики сделали разделенный нейтронный интерферометр

Первый шаг на пути создания нейтронных интерферометров с длинными плечами

N+1
Смертельно опасный тренд TikTok: почему мужчины бреют ресницы и чем это грозит? Смертельно опасный тренд TikTok: почему мужчины бреют ресницы и чем это грозит?

Для чего человеку нужны ресницы и что будет, если их сбрить?

Inc.
Личный опыт: как я стала жертвой эксгибициониста Личный опыт: как я стала жертвой эксгибициониста

Защититься от встречи с эксгибиционистом непросто

Psychologies

Бесценные рукописи и архивы с редкими фактами о жизни актера Петра Вельяминова

Коллекция. Караван историй
Новорожденный чувствует тонкие языковые различия в самые первые часы жизни Новорожденный чувствует тонкие языковые различия в самые первые часы жизни

Нейробиологи увидели богатые реакции мозга новорожденного на звуковые образы

ТехИнсайдер
Летающие тарелки, зеленые человечки, похищения и кое-что еще: откуда пошли самые популярные мифы про НЛО Летающие тарелки, зеленые человечки, похищения и кое-что еще: откуда пошли самые популярные мифы про НЛО

Почему мы все знаем, как выглядят инопланетяне?

Maxim
Подача — от идеи до стола Подача — от идеи до стола

Подачи блюд ресторана COCOCO, которые цепляют людей за душу

Bones
Как выходить из неловких ситуаций: эффективный способ Как выходить из неловких ситуаций: эффективный способ

Что поможет сохранить лицо даже в самых глупых ситуациях?

Psychologies
Программисты поменяли интересы как ученые Программисты поменяли интересы как ученые

Стратегии выбора исследований делятся на группы консервативных и радикальных

N+1
Вы точно такого не знали: 5 русских слов, значение которых со временем Вы точно такого не знали: 5 русских слов, значение которых со временем

Слова, которые есть в современном языке, раньше имели совершенно другой смысл

ТехИнсайдер
Химики научились активировать литий в лаборатории Химики научились активировать литий в лаборатории

Химики получили металлический литий в форме тонких кристаллических образований

N+1
Может ли психотерапевт впустить клиента в свой интимный мир? Может ли психотерапевт впустить клиента в свой интимный мир?

Что делать психотерапевту, если клиент спрашивает его о личной жизни?

Psychologies
В курганах ямной культуры нашли расчлененное и сидячее мужские погребения В курганах ямной культуры нашли расчлененное и сидячее мужские погребения

Археолог объяснил нестандартный ритуал погребения влиянием с Северного Кавказа

N+1
Как еще можно использовать чайные пакетики: 10 необычных идей Как еще можно использовать чайные пакетики: 10 необычных идей

Чайные пакетики можно эффективно использовать в быту

ТехИнсайдер
Парадоксы аппетита Парадоксы аппетита

80% молодых женщин считают себя толстыми

Лиза
Скаты-хвостоколы умеют издавать звуки. Они пощелкали на дайверов Скаты-хвостоколы умеют издавать звуки. Они пощелкали на дайверов

Дикие скаты могут издавать звуки

N+1
Дом под снос Дом под снос

Некоторые из самых интересных архитектурных проектов Японии долго не проживут

Robb Report
Ученые идентифицировали парфянскую крепость и раскопали в ней казармы и святилище Ученые идентифицировали парфянскую крепость и раскопали в ней казармы и святилище

Руины Рабана-Меркули на склоне горы представляют собой остатки города Натуния

N+1
Help! SOS! Help! SOS!

Что делать, если ребенок просит тебя забрать его из лагеря

Лиза
5 лучших романов Александра Дюма 5 лучших романов Александра Дюма

В честь юбилея Александра Дюма вспоминаем самые любимые его книги!

Maxim
Болезнь Леди Гаги и Селены Гомес: чем опасна волчанка и как ее распознать Болезнь Леди Гаги и Селены Гомес: чем опасна волчанка и как ее распознать

Системная красная волчанка — «болезнь с тысячью лиц»

Psychologies
Как правильно тренироваться на свежем воздухе Как правильно тренироваться на свежем воздухе

Тренировки на свежем воздухе — это не только полезно, но и бесплатно!

Maxim
Встань и иди: как не «зависать» в бездействии Встань и иди: как не «зависать» в бездействии

Что делать, как, когда, для чего и какими средствами? Будем искать ответы!

Psychologies
Кето или интервальное голодание? Идеальная диета по знаку зодиака Кето или интервальное голодание? Идеальная диета по знаку зодиака

Какую диету рекомендуют тебе звезды?

VOICE
История одной вещи: нелегкая судьба «Тетриса», за который боролись англичанин и японцы История одной вещи: нелегкая судьба «Тетриса», за который боролись англичанин и японцы

История тетриса — кинематографичная, тянущая на добротный шпионский фильм

Правила жизни
10 самолетов, изготовленных в неожиданных странах 10 самолетов, изготовленных в неожиданных странах

Ну какая авиадержава из Пакистана или Болгарии? Однако, и там делают самолёты!

ТехИнсайдер
«Цинизм может быть веселой игрой» «Цинизм может быть веселой игрой»

Откуда взялись советские трикстеры и во что они превратились

Weekend
Открыть в приложении