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

Шимпанзе заразились зевотой от головы андроида Шимпанзе заразились зевотой от головы андроида

Шимпанзе способны заразиться зевотой от зевающей головы человекоподобного робота

N+1
15 знаковых самолетов Второй мировой: стальные соколы войны 15 знаковых самолетов Второй мировой: стальные соколы войны

Предлагаем вспомнить, на чем воевали в небе победители и побежденные

ТехИнсайдер
Способ приготовления кофе влияет на продолжительность вашей жизни Способ приготовления кофе влияет на продолжительность вашей жизни

Какой способ приготовления кофе сохраняет защитные эффекты напитка?

ТехИнсайдер
Почему собака сильно чешется и как помочь ей избавиться от зуда Почему собака сильно чешется и как помочь ей избавиться от зуда

Заметили, что ваш питомец начал чесаться?

ТехИнсайдер
Чистота Чистота

Почему современная одержимость гигиеной может принести больше вреда, чем пользы

kiozk originals
Развод по-русски Развод по-русски

9 способов не остаться без штанов после развода

Лиза
Как не нужно заниматься фитнесом: 10 ошибок, которые делает каждый второй во время тренировок Как не нужно заниматься фитнесом: 10 ошибок, которые делает каждый второй во время тренировок

Эти ошибки популярны среди тех, кто только начинает заниматься спортом

ТехИнсайдер
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
Русский губернатор Риги Русский губернатор Риги

Современники отмечали князя Репнина как человека несомненной личной храбрости

Дилетант
Затянуть потуже: как корсет угнетал и раскрепощал женщин Затянуть потуже: как корсет угнетал и раскрепощал женщин

У корсета противоречивая история

Forbes
На светлой стороне На светлой стороне

Положительные моменты негативных чувств

Лиза
Властелин колен Властелин колен

Болгарские сплит-приседания — простое и суперэффективное упражнение

Men Today
Александр Иншаков: Александр Иншаков:

Я на его глазах выбил ногой сигарету изо рта партнера

Караван историй
Тунгусский метеорит. Кажется, нам всем невероятно повезло Тунгусский метеорит. Кажется, нам всем невероятно повезло

Новая модель "падения Тунгусского метеорита"

ТехИнсайдер
Почувствовать себя другим человеком: феномен билингвов, о котором мы не подозревали Почувствовать себя другим человеком: феномен билингвов, о котором мы не подозревали

Говорить на другом языке все равно, что обладать другой душой

ТехИнсайдер
Секреты красивой груди Секреты красивой груди

Иметь соблазнительную, а главное, здоровую грудь мечтает каждая женщина

Лиза
От безопасной крепости до стиля кочевника: как люди выбирают себе жилище От безопасной крепости до стиля кочевника: как люди выбирают себе жилище

Почему одни люди выбирают уютную крепость, а другие дом на колесах

Maxim
Как убрать колонтитулы в Ворде: пошаговая инструкция для всех версий Как убрать колонтитулы в Ворде: пошаговая инструкция для всех версий

В этом материале мы пошагово опишем, как убрать колонтитулы в Ворде

CHIP
Когда Млечный путь столкнется с Туманностью Андромеды, возникнет новая галактика. Но человечество этого уже не увидит Когда Млечный путь столкнется с Туманностью Андромеды, возникнет новая галактика. Но человечество этого уже не увидит

Через несколько миллиардов лет Млечный Путь и галактика Андромеды столкнутся

ТехИнсайдер
7 самых неловких моментов во время поцелуя и как их избежать 7 самых неловких моментов во время поцелуя и как их избежать

Что может пойти не так во время поцелуя?

Maxim
Вызывающе яркая помада: как макияж становится инструментом борьбы за права женщин Вызывающе яркая помада: как макияж становится инструментом борьбы за права женщин

Красная помада, бигуди, готическая подводка — макияж как часть активизма

Forbes
Своих хватает: звезды, которые пытались, но не смогли прославиться за рубежом Своих хватает: звезды, которые пытались, но не смогли прославиться за рубежом

Кто из российских звезд пытался покорить иностранную сцену

VOICE
Тайна темной энергии. Вселенная не просто расширяется, она расширяется ускоренно Тайна темной энергии. Вселенная не просто расширяется, она расширяется ускоренно

Почему Вселенная расширяется ускоренно?

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
Аэронавты, пилоты, воздушные каскадеры: 6 женщин, которые первыми поднялись в небо Аэронавты, пилоты, воздушные каскадеры: 6 женщин, которые первыми поднялись в небо

Женщины, которые первые покорили небо

Forbes
Как в Таджикистане строят самую высокую плотину в мире Как в Таджикистане строят самую высокую плотину в мире

Строительство Рогунской ГЭС в Таджикистане длится уже более 50 лет

Forbes
Вот как определить, где и когда был сделан снимок: гайд, который превратит вас в мастера фотографии Вот как определить, где и когда был сделан снимок: гайд, который превратит вас в мастера фотографии

Часто нас обманывают поддельными снимками. Как отличить фейк от правды?

ТехИнсайдер
Гоферы отняли у людей титул единственных млекопитающих-фермеров Гоферы отняли у людей титул единственных млекопитающих-фермеров

Биологи заподозрили, что гоферы ведут примитивное сельское хозяйство

N+1
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
Учил инвесторов отличать порядочные фирмы от обманщиков и сам «надул» их на $71 млн: история нефтегазового мошенника Учил инвесторов отличать порядочные фирмы от обманщиков и сам «надул» их на $71 млн: история нефтегазового мошенника

Кристофер Фолкнер — как ему удалось обмануть доверчивых инвесторов

VC.RU
Открыть в приложении