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

«Насилие. Микросоциологическая теория» «Насилие. Микросоциологическая теория»

Как перестрелки вытеснили честные поединки

N+1
Сибирские собаки включили в рацион пресноводную пищу около 7400 лет назад Сибирские собаки включили в рацион пресноводную пищу около 7400 лет назад

Палеозоологи исследовали останки древних собак из Сибири

N+1
«Шерсть дыбом: Медведи-взломщики, макаки-мародеры и другие преступники дикой природы» «Шерсть дыбом: Медведи-взломщики, макаки-мародеры и другие преступники дикой природы»

Зачем орнитологи взрывали птиц динамитом

N+1
Семь причин боли в животе Семь причин боли в животе

Причин боли в животе очень много, и они самые разные

Здоровье
«Мне ни на что не хватает!»: 4 типа отношения к деньгам «Мне ни на что не хватает!»: 4 типа отношения к деньгам

Как нормализовать свое отношение к деньгам?

Psychologies
Александр Иншаков: Александр Иншаков:

Я на его глазах выбил ногой сигарету изо рта партнера

Караван историй
Совместное проживание с партнером: как подготовиться Совместное проживание с партнером: как подготовиться

Как правильно подготовиться к важному этапу совместного проживания?

Psychologies
Может ли микроволновая печь уничтожить все бактерии в несвежей еде Может ли микроволновая печь уничтожить все бактерии в несвежей еде

Насколько безопасна микроволновка? Убивает ли она бактерии?

ТехИнсайдер
Что продавали в первых российских аптеках? Что продавали в первых российских аптеках?

Травы, натурпродукты — какие лекарства были на прилавках первых российских аптек

Культура.РФ
До сих пор больно: как взрослым детям освободиться от токсичного влияния родителей До сих пор больно: как взрослым детям освободиться от токсичного влияния родителей

Глава из книги «Они не изменятся» о реакции детей на родительское отношение

Forbes
Анечка. 24.06.90 Анечка. 24.06.90

Возвращение на сцену ANNA ASTI удалось на славу

OK!
Очаровательно воздушен Очаровательно воздушен

Дизайнер постаралась сделать интерьер по-настоящему питерским

Идеи Вашего Дома
Бразильская достоевщина Бразильская достоевщина

Как русский классик заменил австрийскому художнику соотечественников

Weekend
Петербургский Джек Потрошитель: история первого серийного убийцы в России — кадета Николая Радкевича Петербургский Джек Потрошитель: история первого серийного убийцы в России — кадета Николая Радкевича

Как кадет Николай Радкевич решил, что его миссия — очистить мир от развратниц

VOICE
Вкус соли можно заменить электрической стимуляцией языка Вкус соли можно заменить электрической стимуляцией языка

Соль и электричество — что у них общего?

ТехИнсайдер
7 удивительных историй о красках-убийцах 7 удивительных историй о красках-убийцах

Некоторые из этих красок стоили целое состояние, а некоторые — убивали

Maxim
Многослойная история любви и предательства в романе Любови Бариновой «Кто ты будешь такой?» Многослойная история любви и предательства в романе Любови Бариновой «Кто ты будешь такой?»

Публикуем отрывок романа, вышедшего в «Редакции Елены Шубиной»

СНОБ
Потрясающие новые снимки Джеймса Уэбба: новорожденные звезды, сталкивающиеся галактики и горячие экзопланеты Потрясающие новые снимки Джеймса Уэбба: новорожденные звезды, сталкивающиеся галактики и горячие экзопланеты

Уэбб снял новые изображения галактик и туманность Киля

ТехИнсайдер
Какое животное считается умнейшим на Земле? Какое животное считается умнейшим на Земле?

Как оценивать ум других живых существ и можно ли выбрать среди них фаворита

ТехИнсайдер
Неолитических жителей Словакии заподозрили в насилии над пожилой женщиной с плагиоцефалией Неолитических жителей Словакии заподозрили в насилии над пожилой женщиной с плагиоцефалией

Пожилая женщина могла подвергаться насилию из-за деформированного черепа

N+1
Так ли уж важны подушки безопасности? Так ли уж важны подушки безопасности?

Насколько небезопасны машины без аэрбегов?

Maxim
«Завтра я всегда бывала львом»: история человека, вылечившегося от шизофрении «Завтра я всегда бывала львом»: история человека, вылечившегося от шизофрении

Норвежка Арнхильд Лаувенг — психолог, но не обычный

Psychologies
Оргазм не обязателен: 7 фактов о минете, которые ты должна знать Оргазм не обязателен: 7 фактов о минете, которые ты должна знать

Что нужно знать, чтобы минет был комфортным для тебя и приятным для партнера

VOICE
Критикуй вовремя: как твердо высказать свое мнение, никого не обидев Критикуй вовремя: как твердо высказать свое мнение, никого не обидев

Как корректно говорить правду и высказывать свое мнение?

VOICE
Что выдает дилетанта: 7 популярных ошибок, которые портят ваш ремонт Что выдает дилетанта: 7 популярных ошибок, которые портят ваш ремонт

Некоторые вещи моментально выдают неумелого мастера ремонта

ТехИнсайдер
Школа автотуризма. Минимальный набор для небольшого путешествия Школа автотуризма. Минимальный набор для небольшого путешествия

Ну казалось бы, что может быть проще – собрались да поехали

4x4 Club
Телефон в руке и собака в салоне: за что можно получить штраф от ГИБДД Телефон в руке и собака в салоне: за что можно получить штраф от ГИБДД

Водители пожаловались на непонятные штрафы с камер за ремни и телефоны

РБК
Химики научились активировать литий в лаборатории Химики научились активировать литий в лаборатории

Химики получили металлический литий в форме тонких кристаллических образований

N+1
«Сивику» — 50. Незаурядные факты о главной модели Honda «Сивику» — 50. Незаурядные факты о главной модели Honda

Вспоминаем самые любопытные и нескучные факты о «Сивике»

РБК
Почему пионерам запрещали здороваться за руку: ты удивишься, когда узнаешь! Почему пионерам запрещали здороваться за руку: ты удивишься, когда узнаешь!

Странные правила среди пионерии

VOICE
Открыть в приложении