يصنع الفيزيائيون بلورة زمنية فوتونية تضخّم الضوء

صمم فريق من الباحثين بلورة زمنية فوتونية ثنائية الأبعاد قالوا إنها يمكن أن يكون لها تطبيقات في تقنيات مثل أجهزة الإرسال والليزر.

على الرغم من اسمها ، فإن بلورات الزمن الفوتونية لها القليل من القواسم المشتركة مع بلورات الزمن ، وهي مرحلة من المادة تم اقتراحها لأول مرة في عام 2012 و لوحظ بعد عدة سنوات. القاسم المشترك الأساسي هو أن كلا البلورتين لهما أنماط هيكلية بمرور الوقت ، لكن بلورات الوقت هي مواد كمومية – الذرات معلقة في حالات كمومية – بينما بلورات الزمن الضوئية هي مواد اصطناعية غير موجودة في الطبيعة.ه و هم ليست بالضرورة معلقة في حالات الكم.

واجه الباحثون صعوبة في بناء بلورات زمنية فوتونية ثلاثية الأبعاد ومعالجتها ، لذلك حاول الفريق الأخير شيئًا مختلفًا: تقليل حجم المادة إلى 0.08 بوصة (2 م) فقط.مليمترات) سميكة. هُم تضخم الكريستال الضوء عند ترددات الميكروويف. ذالتجربة الإلكترونية النتائج نشرت اليوم في Science Advances.

قال Xuchen Wang ، الفيزيائي في معهد Karlsruhe للتكنولوجيا والمؤلف الرئيسي للدراسة ، في رسالة بريد إلكتروني إلى Gizmodo: “من خلال تعديل أو تغيير الخاصية الكهرومغناطيسية للسطح الخارق بمرور الوقت ، تمكنا من إنشاء بلورة زمنية فوتونية ثنائية الأبعاد”. “يمكن أن يؤدي تقليل بلورات الزمن الفوتونية من الأبعاد الثلاثية إلى ثنائية الأبعاد إلى جعلها أرق وأخف وزنًا وأسهل في التصنيع ، تمامًا مثل كيفية تحسين الأسطح الخارقة على المواد الخارقة.”

البلورات الضوئية هي هياكل بصرية تتغير قدرتها على انكسار الضوء بشكل دوري (أي بمرور الوقت). في إعدادات المختبر ، الخصائص الكهرومغناطيسية للمواد الخارقة يمكن ضبطه بدقة لإنشاء بلورات ضوئية جيدة بشكل غير طبيعي في تضخيم موجات الضوء.

READ  قابل "الشرغوف من الجحيم" - حفريات اسكتلندية محطمة تكشف عن المفترس القديم المرعب

الفوتونات في مثل هذه البلورات لها نمط متكرر يجعلها متماسكة ، على غرار الطريقة تساعد أنماط الليزر النابضة في بتات الكم إبقائهم متماسكينوإطالة أمد الحالات الكمومية.

“في [photonic time crystals]، لا يتم حفظ الطاقة ؛ ومن ثم فإن الدول المقيمة في فجوة الزخم يمكن أن يكون لها سعة متزايدة بشكل كبير ، “قال مردخاي سيغيف ، الفيزيائي في معهد التخنيون الإسرائيلي للتكنولوجيا غير المنتسب إلى الورقة الجديدة ، في فبراير مقابلة مع Nature Photonics. “هذا له تأثير كبير على الفيزياء المعنية.”

تتضمن التطبيقات الواقعية للاكتشاف معظم الأجهزة التي تعتمد عليها الضوئيات. على سبيل المثال ، يمكن تحسين الإشارات اللاسلكية عن طريق طلاء الأجهزة ببلورات زمنية فوتونية ثنائية الأبعاد ، مما يجعل قوة الإشارة أكثر قوة.

على الرغم من أن الكريستال صنعه الشايم يضخم فقط ميكروفونقال وانغ لـ Gizmodo إن تعديلًا طفيفًا في التصميم يمكن أن يسمح للبلور بالعمل في ترددات الموجات المليمترية ، مثل تلك المستخدمة في اتصالات 5G.

سيحدد الوقت مدى قابلية التكنولوجيا للتطوير ومدى أدائها خارج المختبر.

المزيد: حصل الفيزيائيون على كمبيوتر كمي للعمل عن طريق تفجيره باستخدام تسلسل فيبوناتشي

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *