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

Карельские медведи оказались самыми подвижными среди европейских Карельские медведи оказались самыми подвижными среди европейских

Свободнее всего в Европе пространство осваивают карельские медведи

N+1
Как приспособиться к чему угодно Как приспособиться к чему угодно

10 способов приспосабливаться, проверенных героями сериалов

Weekend
Собаки могут предупредить о распространении опасной «лихорадки долины» Собаки могут предупредить о распространении опасной «лихорадки долины»

Ученые показали, что собаки также как и человек страдают от лихорадки долины

ТехИнсайдер
Александра Маринина: «История движется поступками людей, а люди, как известно, не меняются» Александра Маринина: «История движется поступками людей, а люди, как известно, не меняются»

История – это тоже своего рода детектив

Лиза
Борьба со старением: новые подходы и тренды Борьба со старением: новые подходы и тренды

Что сегодня предлагает от старения превентивная медицина?

РБК
Овощи как новый тренд Овощи как новый тренд

В последнее время тема овощей в гастрономии актуальна как никогда

Bones
Боди-хоррор: что это такое и самые страшные современные фильмы этого жанра Боди-хоррор: что это такое и самые страшные современные фильмы этого жанра

Страшилки, где с человеческим телом происходит что-то нехорошее

Maxim
Не только Рублев: 5 великих русских иконописцев Не только Рублев: 5 великих русских иконописцев

Что привнесли в церковное искусство пять известных художников

Культура.РФ
Что такое циркулярная ссора Что такое циркулярная ссора

Иногда ссора происходит по циркулярному принципу. Что это значит?

Psychologies
Как Рания, самая красивая королева, выглядела до пластики и свадьбы с принцем Как Рания, самая красивая королева, выглядела до пластики и свадьбы с принцем

Как королева Иордании получила свою внешность?

VOICE
Правда ли, что алмазы горят: 7 интересных фактов о редких драгоценностях Правда ли, что алмазы горят: 7 интересных фактов о редких драгоценностях

Что вы знаете об алмазах?

ТехИнсайдер
Загробный Диснейленд: автобиографический роман о европейской женщине в Китае Загробный Диснейленд: автобиографический роман о европейской женщине в Китае

Отрывок из автофикшена Светланы Дорошевой о шанхайской арт-резиденции

Forbes
Что такое микронидлинг и может ли он заменить инъекции Что такое микронидлинг и может ли он заменить инъекции

Микронидлинг позволяет доставить полезные вещества в глубокие слои кожи

РБК
Что делать, если жвачка прилипла к волосам и одежде: 9 простых советов Что делать, если жвачка прилипла к волосам и одежде: 9 простых советов

Мы надеемся, что вы никогда не найдете жвачку в своих волосах или на одежде

ТехИнсайдер
Принцип 2:1:1 Принцип 2:1:1

Правила здорового завтрака

Лиза
Если робот улыбается, значит он мыслит Если робот улыбается, значит он мыслит

Если робот ведет себя, как человек, значит он мыслит

ТехИнсайдер
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
Добро пожаловать в петлю: краткая история смертной казни Добро пожаловать в петлю: краткая история смертной казни

Как менялись способы исполнения смертного приговора с древних времен по наши дни

Правила жизни
Американец обратился к врачам по поводу свиста в мошонке Американец обратился к врачам по поводу свиста в мошонке

Американские врачи отчитались о необычном клиническом случае

N+1
Почему ураганы называют женскими именами Почему ураганы называют женскими именами

Откуда пришла мода именовать тропические циклоны

Maxim
Ресторатор Уиллиам Ламберти — о новом старте после 50 и семейных рецептах Ресторатор Уиллиам Ламберти — о новом старте после 50 и семейных рецептах

Ресторатор Уиллиам Ламберти — как добиться успеха, несмотря на закрытия проектов

РБК
О рыбаке и рыбке О рыбаке и рыбке

Хозяин этого дома — заядлый рыбак

Robb Report
«Застрявшие эмоции»: 2 упражнения от телесных зажимов «Застрявшие эмоции»: 2 упражнения от телесных зажимов

Любой телесный зажим — сигнал организма, что он на грани

Psychologies
Что нам стоик Что нам стоик

Как при помощи стоической философии избавиться от боли

Правила жизни
«Я боюсь выходить на улицу!»: Викторию Бекхэм запугала одержимая фанатка Дэвида «Я боюсь выходить на улицу!»: Викторию Бекхэм запугала одержимая фанатка Дэвида

Дэвид и Виктория Бекхэм рассказали о преследовавшей их Шэрон Белл

VOICE
20 лучших комедий с чёрным юмором 20 лучших комедий с чёрным юмором

Отвратительно смешные комедии с чёрным юмором

Maxim
Топ-7 самых оплачиваемых моделей на Onlyfans Топ-7 самых оплачиваемых моделей на Onlyfans

Семь моделей, которые зарабатывают на фото и видео баснословные суммы

Maxim
«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
Специалисты по айсбергам: кто управляет рисками в IT и сколько за это платят Специалисты по айсбергам: кто управляет рисками в IT и сколько за это платят

IT-рисковик — что за специалист?

ТехИнсайдер
Лазеры и рэкет: как основательница сети салонов красоты дважды начинала бизнес с нуля Лазеры и рэкет: как основательница сети салонов красоты дважды начинала бизнес с нуля

История Киры Долговой: дважды начинать с нуля и все равно заработать

Forbes
Открыть в приложении