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

В средневековом европейском борделе похоронили трехмесячного мальчика В средневековом европейском борделе похоронили трехмесячного мальчика

Ученые описали захоронение младенца в средневековом борделе Бельгии

N+1
«Психологическая кастрация»: как женщина убивает в мужчине мужчину «Психологическая кастрация»: как женщина убивает в мужчине мужчину

Что чаще всего психологи подразумевают под фразой «убить в мужчине мужчину»?

Psychologies
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
«Тембот»: авторское кино о том, как взрослеть без отца на Северном Кавказе «Тембот»: авторское кино о том, как взрослеть без отца на Северном Кавказе

«Тембот»: как исследование человеческого одиночества высветило травму поколения

Forbes
Простой способ повысить психологическую устойчивость и настроиться на позитив Простой способ повысить психологическую устойчивость и настроиться на позитив

Одно упражнение для поддержания психологической устойчивости

Inc.
Девушка, которая обучала дельфинов-убийц: история советской каскадерки Галины Шуреповой Девушка, которая обучала дельфинов-убийц: история советской каскадерки Галины Шуреповой

«40 дельфинов-афалин, из которых власти СССР намеревались сделать убийц»

VOICE
Что делать, если ты попала на стрессовое собеседование? Что делать, если ты попала на стрессовое собеседование?

Как понять, что ты попала на стрессовое интервью и как себя вести?

VOICE
Катать не перекатать: на чем можно прохватить, если велосипед уже надоел Катать не перекатать: на чем можно прохватить, если велосипед уже надоел

Что же это за джамперы и флоутборды?

ТехИнсайдер
Встряхнём старину: 4 совета, которые помогут вернуть страсть в отношения Встряхнём старину: 4 совета, которые помогут вернуть страсть в отношения

Отношения уж слишком устоялись, и хочется сделать их более интригующими?

VOICE
Дары расставания: 4 практики для тех, кто переживает развод Дары расставания: 4 практики для тех, кто переживает развод

Развод — болезненная, но порой необходимая точка в супружеских отношениях

Psychologies
Археологи раскопали на Алтае погребение афанасьевских «Ромео и Джульетты» Археологи раскопали на Алтае погребение афанасьевских «Ромео и Джульетты»

Они жили в конце IV – первой половине III тысячелетия до нашей эры

N+1
Новое русское развлечение: прямые телеграм-включения из алкотрипа Новое русское развлечение: прямые телеграм-включения из алкотрипа

Футбольный блогер-инсайдер Иван Карпов приехал в Питер и ушел в загул

Maxim
Беннифер навсегда: история любви Дженнифер Лопес и Бена Аффлека — 20 лет назад и сейчас Беннифер навсегда: история любви Дженнифер Лопес и Бена Аффлека — 20 лет назад и сейчас

Бурный роман, расставание и воссоединение: история Джей Ло и Бена Аффлека

Правила жизни
Деньги на ветер: 5 популярных бьюти-процедур, вау-эффект от которых сильно преувеличен Деньги на ветер: 5 популярных бьюти-процедур, вау-эффект от которых сильно преувеличен

Бьюти-процедуры, суперэффекта от которых на самом деле ждать не стоит

VOICE
Это вам не одуванчики: 5 самых опасных растений России, о которых должен знать каждый Это вам не одуванчики: 5 самых опасных растений России, о которых должен знать каждый

Ядовитые растения, которые встречаются в России практически везде

ТехИнсайдер
Как самому отрегулировать фары: пошаговая инструкция и советы механика Как самому отрегулировать фары: пошаговая инструкция и советы механика

Настроить головное освещение можно самостоятельно

РБК
А вдруг все серьезнее... А вдруг все серьезнее...

Болит спина – и мы спешим на массаж. А может, надо к врачу?

Лиза
Как правильно снимать на смартфон: советы от профессионального фотографа Как правильно снимать на смартфон: советы от профессионального фотографа

Даже со средненьким смартфоном можно устроить невероятную фотосессию

CHIP
7 российских художниц XX века 7 российских художниц XX века

Российский художницы XX века, чьи работы печатали известные издания

Культура.РФ
Дикие истории Дикие истории

Как накормить гостя не только вкусной, но и полезной едой?

Bones
7 привычек, которые мешают нам жить 7 привычек, которые мешают нам жить

Что следует изменить в своем образе жизни миллениалам?

Psychologies
3 причины, по которым собаки наклоняют головы вбок 3 причины, по которым собаки наклоняют головы вбок

Собаки частенько наклоняют головы вбок в самых разных ситуациях. Но зачем?

ТехИнсайдер
7 мифов о похудении, в которые пора перестать верить навсегда 7 мифов о похудении, в которые пора перестать верить навсегда

Мифы о похудении, которые только вредят

ТехИнсайдер
Природа и искусство Природа и искусство

Интерьер в стиле современного шале, наполненного предметами искусства

SALON-Interior
Семь причин боли в животе Семь причин боли в животе

Причин боли в животе очень много, и они самые разные

Здоровье
«Бабушка-Чикатило»: история Тамары Самсоновой, которая вышла на пенсию и начала убивать «Бабушка-Чикатило»: история Тамары Самсоновой, которая вышла на пенсию и начала убивать

«Старушка-потрошительница» — так называли эту серийную убийцу

VOICE
Пивной живот, обвисшая грудь и еще 6 симптомов, которые могут говорить о серьезных заболеваниях Пивной живот, обвисшая грудь и еще 6 симптомов, которые могут говорить о серьезных заболеваниях

Даже супергероям, у которых никогда ничего не болит, иногда нужен врач

Maxim
История русской княгини Марии Тенишевой, которая дружила с Репиным и Тургеневым и открывала культурные центры История русской княгини Марии Тенишевой, которая дружила с Репиным и Тургеневым и открывала культурные центры

Русская княгиня Мария Тенишева: меценат, коллекционер, художник

Правила жизни
5 самых аллергенных алкогольных напитков 5 самых аллергенных алкогольных напитков

Как отличить последствия веселого загула от аллергических реакций на алкоголь?

Maxim
Почему ни в коем случае нельзя терпеть, если хочется в туалет? Почему ни в коем случае нельзя терпеть, если хочется в туалет?

Если ты терпишь позывы в туалет часто, это может привести к последствиям

VOICE
Открыть в приложении