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

CAR-NK-терапия из донорских стволовых клеток помогла пациентке с системной склеродермией CAR-NK-терапия из донорских стволовых клеток помогла пациентке с системной склеродермией

Исследователи сообщили об успешном лечении тяжелой системной склеродермии

N+1
Темные воды: что опасного скрывает в себе река Волга и кто в этом виноват Темные воды: что опасного скрывает в себе река Волга и кто в этом виноват

Под волнами Волги со сложным химическим составом таится немало опасностей

ТехИнсайдер
Ученые выяснили, что большинство травоядных животных ест не только траву Ученые выяснили, что большинство травоядных животных ест не только траву

Традиционная классификация травоядных не отражает реальную картину их рационов

ТехИнсайдер
«Писать невозможно, голова забита бараньими ногами»: отрывок из биографии Джейн Остен «Писать невозможно, голова забита бараньими ногами»: отрывок из биографии Джейн Остен

Отрывок из книги «Викторианки» — о последних годах жизни Джейн Остен

Forbes
Какие позы любят девушки? 9 самых-самых (бонус: позиции, которые их бесят) Какие позы любят девушки? 9 самых-самых (бонус: позиции, которые их бесят)

Какие позы любят девушки? 9 самых-самых (бонус: позиции, которые их бесят)

Playboy
Причины возникновения и опасность анемии: всё о дефиците железа в организме Причины возникновения и опасность анемии: всё о дефиците железа в организме

Что такое анемия и как ее лечить?

VOICE
Уроки русского: для каких нужд помещикам нужны были сенные девушки и при чем тут сено? Уроки русского: для каких нужд помещикам нужны были сенные девушки и при чем тут сено?

Особой кастой в поместье считались сенные девки, чья жизнь была беспросветна

ТехИнсайдер
7 киноляпов, которые режиссеры хотели от вас скрыть. Но им не удалось 7 киноляпов, которые режиссеры хотели от вас скрыть. Но им не удалось

Даже в самых кассовых фильмах бывают киноляпы

ТехИнсайдер
Космические отели. Когда мы сможем провести отпуск на орбите Космические отели. Когда мы сможем провести отпуск на орбите

Космический туризм быстро развивается

ТехИнсайдер
«Вчетвером мы составляли единое целое»: история семьи Рерихов «Вчетвером мы составляли единое целое»: история семьи Рерихов

Чем известны Елена, Юрий и Святослав Рерихи

Культура.РФ
Путь самурая: как философия бусидо помогает сохранить честь в сложные времена Путь самурая: как философия бусидо помогает сохранить честь в сложные времена

Как современный человек может рассматривать кодекс чести самурая

Forbes
Субмарина-истребитель проекта 705: дерзкая авантюра Субмарина-истребитель проекта 705: дерзкая авантюра

Чем же был проект 705 – прорывом в будущее или дорогостоящей авантюрой?

ТехИнсайдер
Date rape drug: зачем женщинам подсыпают снотворное на свиданиях и вечеринках Date rape drug: зачем женщинам подсыпают снотворное на свиданиях и вечеринках

Как не стать жертвой изнасилования на свиданиях и вечеринках?

Forbes
Хватай и беги: как феминистки в Киргизии борются с обычаем похищения невест Хватай и беги: как феминистки в Киргизии борются с обычаем похищения невест

На киргизских женщин до сих пор нападают на улицах и увозят — чтобы жениться

Forbes
Renault Arkana. Звезда в тени Renault Arkana. Звезда в тени

Renault Arkana — симпатичный, комфортный и надежный кроссовер

4x4 Club
10 самых жутких видеоигр за всю историю индустрии 10 самых жутких видеоигр за всю историю индустрии

Жуткие видеоигры, которые заставят вас по-настоящему испугаться

ТехИнсайдер
Широка страна моя родная: какой ты русский город по знаку зодиака? Широка страна моя родная: какой ты русский город по знаку зодиака?

Какой ты русский город по гороскопу?

VOICE
5 крутых рыболовных гаджетов, перед которыми не сможет устоять ни один рыбак 5 крутых рыболовных гаджетов, перед которыми не сможет устоять ни один рыбак

Рыболовная индустрия шагнула сильно дальше откопанного червяка

ТехИнсайдер
Сын героя: история маньяка Анатолия Бирюкова, который похищал и насиловал младенцев Сын героя: история маньяка Анатолия Бирюкова, который похищал и насиловал младенцев

Как сын Героя Советского Союза и ударник производства стал маньяком?

VOICE
Легко и просто Легко и просто

10 лучших упражнений для людей с лишним весом

Лиза
Совместное проживание с партнером: как подготовиться Совместное проживание с партнером: как подготовиться

Как правильно подготовиться к важному этапу совместного проживания?

Psychologies
Ухо, зубы, сон Ухо, зубы, сон

«Уховертка»: боди-хоррор в декорациях межвоенной Европы

Weekend
Как жить дальше после расставания: 3 совета Как жить дальше после расставания: 3 совета

Что мешает нашему разбитому сердцу исцелиться?

Psychologies
Великая лунная мистификация 1835 года: как фантаст заставил весь мир поверить, что на Луне есть жизнь Великая лунная мистификация 1835 года: как фантаст заставил весь мир поверить, что на Луне есть жизнь

Первый в истории пранк о пришельцах, который полностью вышел из-под контроля

ТехИнсайдер
Подача — от идеи до стола Подача — от идеи до стола

Подачи блюд ресторана COCOCO, которые цепляют людей за душу

Bones
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
Кто изобрел алфавит: история, о которой вы не знали Кто изобрел алфавит: история, о которой вы не знали

Наша система письма была разработана людьми, которые не умели читать

ТехИнсайдер
«Мы максимально открыты»: как выпускники юрфака МГУ создали фонд для помощи студентам «Мы максимально открыты»: как выпускники юрфака МГУ создали фонд для помощи студентам

Как обстоят дела с юридическим образованием и оттоком специалистов в России?

Forbes
Болезнь бесцеремонности: четыре способа борьбы с грубостью на рабочем месте Болезнь бесцеремонности: четыре способа борьбы с грубостью на рабочем месте

Почему грубое отношение к коллегам заразительно и как с этим справиться

VC.RU
«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
Открыть в приложении