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 борту затонувшего средневекового китайского судна нашли сосуды из-под алкогольных напитков На борту затонувшего средневекового китайского судна нашли сосуды из-под алкогольных напитков

Находки, собранные во время раскопок средневекового судна «Наньхай №1»

N+1
Образ жизни: Капитуровы Образ жизни: Капитуровы

Лесной дом под Всеволожском

Собака.ru
«Алхимики» на БАК все-таки превратили свинец в золото, но получилось очень мало «Алхимики» на БАК все-таки превратили свинец в золото, но получилось очень мало

Мечта средневековых алхимиков сбылась: ученые трансмутировали свинец в золото

ТехИнсайдер
«Шаббат возвращает меня к жизни» «Шаббат возвращает меня к жизни»

Двадцать четыре часа без работы и суеты, без гонки и спешки

Psychologies
Эмоциональный интеллект Эмоциональный интеллект

Новое представление о том, что значит быть «умным»

kiozk originals
Ленинская муза Ленинская муза

«Цветок? — Роза». «Поэт? — Пушкин». «Писатель? — Толстой». «Инесса? — Арманд»

Дилетант
Происхождение собак связали с двумя разными популяциями волков Происхождение собак связали с двумя разными популяциями волков

Предками собак могли быть одомашненные волки из Сибири и с Ближнего Востока

N+1
«Приемлемый компромисс»: зачем женатые мужчины заводят любовниц «Приемлемый компромисс»: зачем женатые мужчины заводят любовниц

Почему именно мужчины заводят любовниц? Зачем женщины соглашаются на эту роль?

Psychologies
Долли, какенваген и фокусник на съемочной площадке: забавные суеверия и свой язык киношников Долли, какенваген и фокусник на съемочной площадке: забавные суеверия и свой язык киношников

Киношники, пожалуй, самый суеверный народ с тонкой душевной организацией

ТехИнсайдер
Чем занимается теоретическая информатика: первое знакомство с наукой Чем занимается теоретическая информатика: первое знакомство с наукой

Информатика - это продолжение математики, которая может быть и теоретической

ТехИнсайдер
Отрывок из романа «Алиса в русском Зазеркалье. Последняя императрица России: взгляд из современности» Отрывок из романа «Алиса в русском Зазеркалье. Последняя императрица России: взгляд из современности»

Отрывок из романа-диалога о приключении немецкой принцессы Алисы

СНОБ
Как похудеть: советы для тех, кто не может начать с понедельника Как похудеть: советы для тех, кто не может начать с понедельника

Делимся маленькими хитростями, которые помогут сделать первые шаги в похудении

ТехИнсайдер
«Захватывает дух»: 5 фильмов про акул-убийц, которые смотрятся на одном дыхании «Захватывает дух»: 5 фильмов про акул-убийц, которые смотрятся на одном дыхании

Фильмы про акул-убийц, основанные на реальных событиях

ТехИнсайдер
5 самых ядовитых ягод, которые вы можете встретить 5 самых ядовитых ягод, которые вы можете встретить

Чтобы не стать жертвой ядовитых плодов, стоит разобраться, как они выглядят

ТехИнсайдер
Секреты красивой груди Секреты красивой груди

Иметь соблазнительную, а главное, здоровую грудь мечтает каждая женщина

Лиза
Как заморозить ягоды на зиму, чтобы они сохранили свои свойства Как заморозить ягоды на зиму, чтобы они сохранили свои свойства

Заморозить свежие ягоды на зиму довольно легко!

ТехИнсайдер
Человек всегда шире концепций: придет ли work-life blend на смену work-life balance Человек всегда шире концепций: придет ли work-life blend на смену work-life balance

Почему концепции не способны сделать работающего человека безусловно счастливым

Forbes
Как объяснить даже детям, что такое маятник Фуко Как объяснить даже детям, что такое маятник Фуко

Как объяснить принцип маятника Фуко любому человеку можно за пять минут

ТехИнсайдер
Как долго не кончать: правители, которые дольше всех остаются у власти Как долго не кончать: правители, которые дольше всех остаются у власти

Настоящие гаранты стабильности, которые до сих пор у руля в своих странах!

Maxim
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
Симметрия инверсии времени оказалась важна для околомагических ядер Симметрия инверсии времени оказалась важна для околомагических ядер

Квадрупольный и магнитный дипольный моменты изотопов индия зависят от нейтронов

N+1
Встряхнём старину: 4 совета, которые помогут вернуть страсть в отношения Встряхнём старину: 4 совета, которые помогут вернуть страсть в отношения

Отношения уж слишком устоялись, и хочется сделать их более интригующими?

VOICE
Эффект Розенталя: как чужие ожидания формируют наше реальное поведение Эффект Розенталя: как чужие ожидания формируют наше реальное поведение

Как работает эффект Розенталя и к каким последствиям он может привести?

Forbes
В элитном погребении сарматского воина нашли редкий бронзовый таз с 20-лепестковой розеттой В элитном погребении сарматского воина нашли редкий бронзовый таз с 20-лепестковой розеттой

Перед захоронением сосуд преднамеренно повредили ножом или кинжалом

N+1
Как ГИБДД вычисляет замазанные цифры на госномере: фото и ответы Как ГИБДД вычисляет замазанные цифры на госномере: фото и ответы

Как вычисляют и ловят двойников авто с помощью системы «Паутина»

РБК
«Чувств к ней у меня не было»: первый бойфренд Жанны Агузаровой сделал признание «Чувств к ней у меня не было»: первый бойфренд Жанны Агузаровой сделал признание

Возлюбленный Жанны Агузаровой рассказал, какими были его отношения с певицей

VOICE
Как распознать признаки обострения психического расстройства Как распознать признаки обострения психического расстройства

Чек-лист: как опознать психическое расстройство

Psychologies
«Восстание феникса»: как Эван Рэйчел Вуд справилась с абьюзом и занялась правозащитой «Восстание феникса»: как Эван Рэйчел Вуд справилась с абьюзом и занялась правозащитой

Как Эван Рэйчел Вуд борется против домашнего насилия

Forbes
Новая жизнь, новые правила Новая жизнь, новые правила

Любой кризис — это не только пора испытаний, но и время новых возможностей

Men Today
Нина Хрущёва vs Джеки Кеннеди Нина Хрущёва vs Джеки Кеннеди

Встречались не только президенты, встречались и их жёны

Дилетант
Открыть в приложении