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

У горных горилл насчитали шестьдесят три жеста У горных горилл насчитали шестьдесят три жеста

Ученые описали жестовый репертуар диких горных горилл

N+1
Убийцы боялись сидеть с ним в одной камере: история Балашихинского потрошителя Убийцы боялись сидеть с ним в одной камере: история Балашихинского потрошителя

Балашихинский потрошитель пугал не только женщин и детей

VOICE
Древние люди жили в Индонезии 1,5 миллиона лет назад Древние люди жили в Индонезии 1,5 миллиона лет назад

Ученые обнаружили на острове Сулавеси древнейшие каменные инструменты региона

ТехИнсайдер
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
«Налоговая лазейка» и верные клиенты: как Джеффри Эпштейн сделал свое состояние «Налоговая лазейка» и верные клиенты: как Джеффри Эпштейн сделал свое состояние

Хотите узнать способ, благодаря которому Джеффри Эпштейннакопил свое состояние?

Forbes
Ученые впервые обучили ИИ мыслить на уровне новорожденного ребенка Ученые впервые обучили ИИ мыслить на уровне новорожденного ребенка

Алгоритм PLATO научился выстраивать логические цепочки на уровне младенца

ТехИнсайдер
Минеральная пудра: виды, особенности и состав Минеральная пудра: виды, особенности и состав

Действительно ли минеральная пудра подходит любому типу кожи?

РБК
Домохозяйка из Китая 10 лет описывала вымышленную историю России в Википедии. Она придумала «Кашинский рудник», создав вокруг него целую вселенную Домохозяйка из Китая 10 лет описывала вымышленную историю России в Википедии. Она придумала «Кашинский рудник», создав вокруг него целую вселенную

Эту домохозяйку из Китая теперь называют «китайским Борхесом»

Правила жизни
Пенопласт на обед, отруби на ужин: найдены черви, которые могут спасти Землю Пенопласт на обед, отруби на ужин: найдены черви, которые могут спасти Землю

Личинки умудряются получать питательные вещества из пенополистирола

Вокруг света
Гибель Надежды Гибель Надежды

Популярные версии причины конфликта на банкете в кремлёвской квартире Ворошилова

Дилетант
Как охладить котиков в жару: 6 способов защитить питомца от перегрева Как охладить котиков в жару: 6 способов защитить питомца от перегрева

Как легко помочь котику избежать перегрева?

ТехИнсайдер
Олли Дабу: «Гости — это люди, которые кладут деньги в твой карман» Олли Дабу: «Гости — это люди, которые кладут деньги в твой карман»

Олли Дабу — о карантине, детском питании и гиде Michelin

Bones
Хентай и ультранасилие: 5 компьютерных игр, которые ни за что нельзя давать детям Хентай и ультранасилие: 5 компьютерных игр, которые ни за что нельзя давать детям

Некоторые релизы игр могут стать причиной детских ментальных травм

Maxim
Что такое сценарии Bixby: ваш смартфон умнее, чем кажется Что такое сценарии Bixby: ваш смартфон умнее, чем кажется

Что такое сценарии Bixby, как их создавать и на что они способны

CHIP
Два десятка «черных курильщиков» предупредили о возможном скором извержении в Тихом океане Два десятка «черных курильщиков» предупредили о возможном скором извержении в Тихом океане

Высокотемпературная гидротермальная система связана с молодым активным разломом

N+1
Шизофрения: как жить с таким диагнозом и опасно ли заболевание для окружающих Шизофрения: как жить с таким диагнозом и опасно ли заболевание для окружающих

Что такое шизофрения с медицинской точки зрения и как она лечится?

Psychologies
Как добиться успеха в музыке и искусстве, когда все советуют найти нормальную работу Как добиться успеха в музыке и искусстве, когда все советуют найти нормальную работу

Forbes публикует отрывки из интервью героев второй серии «Искусство и музыка»

Forbes
Шамиль Идиатуллин: «Возвращение “Пионера”». Фантастический роман о советских школьниках в 2021 году Шамиль Идиатуллин: «Возвращение “Пионера”». Фантастический роман о советских школьниках в 2021 году

Отрывок из «Возвращение “Пионера”» — истории о том, что нет ничего невозможного

СНОБ
История одного здания: комплекс домов страхового общества «Россия» История одного здания: комплекс домов страхового общества «Россия»

Интересные подробности о комплексе зданий страхового общества «Россия»

Культура.РФ
«Медовые дни» Эшколя Нево: роман о приключениях пожилых репатриантов из России «Медовые дни» Эшколя Нево: роман о приключениях пожилых репатриантов из России

Отрывок из романа «Медовые дни» — о том, что никогда не поздно

Forbes
Как устроены протезы для мозга и на что они способны? Как устроены протезы для мозга и на что они способны?

Сейчас протез руки не воспринимается как нечто экзотическое. А как насчет мозга?

ТехИнсайдер
«Ты что тут делаешь, девочка?»: как женщины строят карьеру в «мужских» профессиях «Ты что тут делаешь, девочка?»: как женщины строят карьеру в «мужских» профессиях

Женщины испытывают большие сложности в профессиях, которые считаются «мужскими»

Forbes
5 самых необычных снарядов, которыми стреляли из пушек 5 самых необычных снарядов, которыми стреляли из пушек

На протяжении веков пушки были одним из важнейших элементов войны

ТехИнсайдер
Почему нам не нужна близость? 3 важные причины Почему нам не нужна близость? 3 важные причины

Причины, которые превращаются в знак «Стоп!» на пути к гармоничному сексу

Psychologies
Как мы дожили до инстаграма? Краткая история фотографии Как мы дожили до инстаграма? Краткая история фотографии

Сделать селфи в XIX веке стоило намного больших усилий, чем сейчас

ТехИнсайдер
Клад из золотых римских ауресов закопали в Британии еще до римского завоевания Клад из золотых римских ауресов закопали в Британии еще до римского завоевания

Драгоценные находки, сделанные несколько лет назад в графстве Норфолк

N+1
Брендинг для агробизнеса Брендинг для агробизнеса

Четыре основных заблуждения при разработке бренда и как с ними работать

Агроинвестор
Что такое агрессивное умиление Что такое агрессивное умиление

Признайтесь, вам хотелось задушить в объятиях хорошенького ребенка или питомца

Psychologies
Настольная книга идеального тренировочного партнера Настольная книга идеального тренировочного партнера

Какого напарника искать и как самому стать тем, кто раскроет силу в других

Men Today
История самой первой жертвы поезда История самой первой жертвы поезда

15 сентября 1830 года человек впервые попал под паровоз

Maxim
Открыть в приложении