Прорыв в области фотонных кристаллов времени
Международная команда ученых разработала новый класс материалов, называемых фотонными временными кристаллами, которые могут кардинально изменить способы манипулирования светом и его усиления. Эти уникальные материалы, обладающие беспрецедентной способностью экспоненциально усиливать излучение, открывают захватывающие возможности в различных областях - от высокоскоростной передачи данных до передовых технологий обработки изображений.
“Эта работа может привести к первой экспериментальной реализации фотонных кристаллов времени, что позволит найти им практическое применение и потенциально преобразовать отрасли промышленности”, - говорится в пресс-релизе доктора Виктора Асадчи из Университета Аалто и соавтора исследования. - Это исследование - от высокоэффективных усилителей света и усовершенствованных датчиков до инновационных лазерных технологий - расширяет границы того, как мы можем управлять взаимодействием света и материи”.
На протяжении десятилетий ученые стремились усилить наш контроль над светом, разрабатывая материалы, которые могли бы усилить его энергетику и расширить область применения.
В исследовании, недавно опубликованном в журнале Nature Photonics, группа ученых из Университета Аалто, Университета Восточной Финляндии, Технологического института Карлсруэ и Харбинского инженерного университета, раскрыла прорыв в разработке фотонных кристаллов времени (PTCs).
По словам исследователей, эти кристаллы замечательны своей способностью непрерывно усиливать свет без ограничений, присущих другим материалам.
Этот прорыв - не просто незначительная корректировка оптических материалов, а новая парадигма. В отличие от обычных фотонных кристаллов, которые взаимодействуют со светом пространственно, PTCs модулируются во времени. Такая временная модуляция создает “импульсные запрещенные зоны”, которые позволяют световым волнам набирать энергию при прохождении через материал. Используя эти запрещенные зоны, фотонные временные кристаллы могут усиливать свет, намного превосходящий возможности традиционной оптики.
Традиционные фотонные материалы имеют структуру, которая определенным образом взаимодействует со светом, но эти материалы, как правило, статичны по своей природе. Фотонные временные кристаллы отличаются тем, что их свойства меняются во времени, а не в пространстве.
Такая модуляция времени в фотонных временных кристаллах приводит к уникальным явлениям. Когда свет проходит через эти кристаллы, он испытывает импульсную запрещенную зону, амплитуда которой со временем растет экспоненциально.
Одной из основных задач, стоящих перед фотонными кристаллами времени, было создание материалов, которые могли бы добиться достаточно сильной модуляции своих свойств для создания заметного эффекта.
Исследовательская группа, возглавляемая экспертами в области нанотехнологий и физики твердого тела, решила эту проблему, внедрив в материалы резонансные структуры. Эти резонансные характеристики позволяют значительно расширить полосу пропускания импульса, обеспечивая усиление света с реалистичными затратами энергии, такими как мощность лазерной накачки, которая доступна в современных лабораториях.
Последствия этого открытия распространяются на множество дисциплин.
Одно из потенциальных применений - оптическая передача данных, где усиленный свет может увеличить дальность и скорость передачи данных. Фотонные кристаллы времени могут повысить эффективность оптических волокон и фотонных устройств, делая передачу данных более быстрой и надежной.
Совсем недавно исследователи из Университета Аалто также представили новаторскую технологию создания крошечных “ураганов света”, способных передавать информацию с более высокой скоростью и эффективностью, чем традиционные волоконно-оптические сети. Этот прорыв в сочетании с развитием PTCs может привести к беспрецедентным возможностям оптической связи.
Фотонные временные кристаллы также перспективны для усовершенствования систем визуализации, особенно тех, которые используют усиление света для обнаружения мельчайших деталей. Например, в медицинской визуализации эти кристаллы могут повысить четкость изображений за счет усиления света, излучаемого сканерами, что потенциально может привести к более точной диагностике.
“Представьте, что мы хотим обнаружить присутствие небольшой частицы, такой как вирус, загрязнитель или биомаркер таких заболеваний, как рак”, - объяснил доктор Асадчи. “При возбуждении частица будет излучать небольшое количество света с определенной длиной волны. Фотонный временной кристалл может улавливать этот свет и автоматически усиливать его, обеспечивая более эффективное обнаружение с помощью существующего оборудования”.
В лазерной технологии использование фотонных временных кристаллов может привести к созданию более компактных и эффективных лазеров, которые не подвержены термическому повреждению, обычно вызываемому высокой потребляемой мощностью. Это открывает возможности для создания компактных лазеров высокой интенсивности, которые могут быть использованы в различных отраслях промышленности - от производства до медицинского лечения.
Наконец, уникальные свойства PTCs могут оказаться полезными в квантовых вычислениях. В квантовой коммуникации, где важен точный контроль и усиление света, фотонные кристаллы времени могут обеспечить непревзойденный контроль над поведением фотонов, повышая безопасность данных и эффективность системы.
Создание PTCS, работающих на оптических частотах, долгое время было сложной задачей, в первую очередь из—за требуемых высоких частот модуляции - обычно в два раза превышающих частоту колебаний самого света.
Чтобы добиться необходимой временной модуляции, материал должен поддерживать быстрые изменения показателя преломления. Исследователи говорят, что они преодолели это препятствие, сосредоточившись на материалах с собственным резонансом. Эти резонансные материалы могут обеспечить высокую скорость модуляции, необходимую для усиления света, не требуя чрезмерно высокой мощности накачки.
Многообещающий подход, продемонстрированный в этом недавнем исследовании, предполагает использование резонансных метаповерхностей, которые представляют собой ультратонкие структуры на уровне поверхности, состоящие из наноразмерных элементов.
Эти метаповерхности могут пропускать поверхностные волны с импульсными полосами пропускания, что приводит к усилению. Модулируя резонансную частоту поверхности по времени, исследователи добились широкой полосы пропускания, что обеспечивает надежное усиление света в широком диапазоне световых частот.
Это открытие позволяет предположить, что метаповерхности могут быть практичными и высокоэффективными платформами для реализации фотонных временных кристаллов в реальных приложениях.
Хотя современные конструкции фотонных временных кристаллов работают в инфракрасном диапазоне, исследователи с оптимизмом смотрят на адаптацию этих материалов к видимому свету.
Эксперименты с альтернативными материалами и конфигурациями вскоре могут позволить расширить диапазон фотонных временных кристаллов до длин волн, видимых человеческим глазом. Это может оказать преобразующее воздействие на потребительские технологии, такие как дисплеи сверхвысокой четкости или устройства дополненной реальности, где управление светом и его усиление могут революционизировать визуальный опыт.
Разработка фотонных кристаллов времени является значительным научным достижением и свидетельством растущего потенциала метаматериалов — инженерных материалов со свойствами, которые не встречаются в природе.
Фотонные кристаллы времени предлагают ученым и инженерам беспрецедентный контроль над светом, что в конечном итоге может привести к прорыву в создании “идеальных” линз, которые фиксируют каждую деталь объекта, даже невидимую невооруженным глазом. Эти идеальные линзы могут найти применение в таких разнообразных областях, как криминалистика и материаловедение.
Эта веха в оптической физике может открыть новую главу в изучении взаимодействий света и материи. Используя модуляцию, основанную на времени, PTCs преодолевают ограничения, присущие только пространственным фотонным кристаллам, создавая предпосылки для будущего, в котором можно будет манипулировать светом с точностью, которая ранее считалась невозможной.
Путь к практическому применению фотонных временных кристаллов все еще находится на ранней стадии. Тем не менее, недавние исследования показывают, что мы стоим на пороге новой эры в оптических технологиях — эры, в которой свет можно усиливать, формировать и направлять с беспрецедентной точностью и минимальными затратами энергии.
В конечном счете, фотонные кристаллы времени представляют собой потенциальную возможность изменить правила игры для отраслей, использующих высокоскоростную передачу данных, детализированную визуализацию или квантовые технологии.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - 19.06.2025 (990)
20.06.2025 - 07.08.2025 (990)
08.08.2025 - 26.09.2025 (1000)
27.09.2025 - 15.11.2025 (1000)
16.11.2025 - 09.01.2026 (1000)
10.01.2026 - 03.03.2026 (1000)
04.03.2026 - 22.04.2026 (1000)
23.04.2026 - 04.06.2026 (990)
05.06.2026 - 25.07.2026 (1000)
26.07.2026 - 13.09.2026 (1000)
14.09.2026 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Венера могла проглотить скалистый спутник

Видимое положение континентов сезонно меняется

Зафиксировали радиосигналы, исходящие от экзопланеты

ИИ искажает данные археологии

ИИ напоминает харизматичного религиозного лидера

ИИ-компаньоны могут подорвать социальные навыки

Как минимум три водных периода на Марсе

Как происходит смена солнечных циклов

Квантовый магнетизм и физика черных дыр

Клетки-зомби в стареющих тканях

Ледяные спутники могут поддерживать жизнь

Микроблазар генерирует самые быстрые частицы

Нейтронная звезда питается голубым гипергигантом

Обьект 3I-ATLAS очень неравнодушен к тяжёлой воде

Останки Нефертити в гробнице Тутанхамона

Свободно летающие легкие космопаруса

Среда формирования первых чёрных дыр

У Красной планеты фиолетовая сторона

Экзопланета вращается в обратном направлении

Юпитер использует сложную систему защиты

От идеи до тиража. Почему бизнесу выгодно работать с рекламным агентством

Боты лишают человечество плюрализма мнений

Диггер и Театр власти

Идёт война между двумя видами инопланетян

ИИ научился писать по-человечески

Инсайдер делает безумные заявления об НЛО

Конец света вот-вот наступит

Космическая война вот-вот начнется

Лед на северном полюсе Марса оказался намного чище

Модель Griffin прошла видеотест Тьюринга

Наборы Lego для Хэллоуина

Нейросеть близка к чтению мыслей

НЛО - больше вопросов, чем ответов

Ожесточенные сражения между серыми и рептилоидами

Роботы смогут конкурировать с людьми через 40 лет

Скрытое влияние Земли на ход времени

Спустя 217 лет код Наполеона взломан

Теория мёртвого интернета

Только сокращение населения спасет планету

Что скрывается в новых документах об НЛО

Экс-министр Бразилии призывает рассекретить НЛО

Военные США сражались с рептилойдами

Древнее сооружение нашли на Луне

Древний инопланетный череп нашли на Марсе

Жители Подмосковья сообщили о появлении НЛО

Комиссия по НЛО обнародовала свои выводы

Кто лучше врёт - люди или ИИ

Многолетние попытки понять космическую топологию

Необычайно горячая экзопланета

Операция ЦРУ по установлению контакта с инопланетянами

Последние мгновения жизни древней инопланетной пары

Правда о графиках вакцинации

Предварительные выводы комиссии по НЛО

Рептилоиды, серые и подводный город

Солнечная система предпочла огню лед

Способ измерения расстояния между квазарами

Умер экстрасенс Анатолий Кашпировский

Физики расширяют поиск квантовых черных дыр

Человечество может спровоцировать межзвездную войну

Шесть вопросов президенту Трампу

Экспедиция на поиски самолета Амелии Эрхарт

Онлайн-радио. Преимущества современного формата

Американские военные расстреляли рептилоидов

Власти США не выполняют свою работу

Во время полета Starship появился загадочный объект

Загадочные НЛО, замеченные в Теннесси

Закономерность при похищении инопланетянами

Инопланетный луч нацелен на запуск шаттла Атлантис

Как мемы ИИ на Трампа влияют на политический авторитет

Либералы более склонны к депрессии, чем консерваторы

Найден вход в сооружение на Марсе

Обладает ли ИИ скрытым сознанием

Плазменные шары объединились в сферу над Пакистаном

Поиски Ноева ковчега принимают неожиданный оборот

Правительство США обнаружило инопланетный корабль

С привидениями будут разбираться в суде

Светящиеся огни над Северной Каролиной

Секретная база пришельцев на дне океана

Сила, которая влияет на продолжительность суток

Существует ключ к обретению сознания

Устаревшие роботы сами спрыгнули в чан с металлом

Уфология - это наука или псевдонаука

Демоническая атака

Жаркие споры о раскрытии информации об НЛО

Жизненно важные показатели Земли на грани

Житель Вайоминга сообщает о загадочных объектах

Загадочный взрыв американского спутника-шпиона

Загадочный объект пролетел мимо горы в Венесуэле

ИИ может стать самым опасным явлением

Каково это - быть дельфином

Когда жизнь на Земле закончится

Место последнего упокоения Ноева ковчега найдено

Мозгозависимый дуализм

Над Землей завис материнский корабль пришельцев

Поиски мифического дома с привидениями

Полиция Австралии тайно документировала НЛО

Сингулярность в сфере ИИ, возможно, уже наступила

Странная история о фермере, НЛО и фестивале

США заявило о российском орбитальном оружии

Темная сторона раскрытия информации об НЛО

У самого холодного лавового мира нашли атмосферу

Экзопланета в обитаемой зоне у очень горячей звезды

Австралийский экстрасенс обвиняется в афере

Власти США обнаружили неопознанный объект

Два огромных неопознанных объекта, снятых Хабблом

Загадочный объект без крыльев и двигателя

Запечатлели редкое огненное облако с шапкой

ИИ может уничтожить миллиарды людей

Инопланетные гости ищут гены для размножения

Исследователь НЛО изменил своё мнение о Боге

Корабль пришельцев или физика ракетного двигателя

Легендарный корабль был обнаружен

Марсианская цивилизация погибла в ядерной катастрофе

Мужчина сносит кухню из-за явления Девы Марии

НЛО замечен во время полета Starship

Новые файлы о странных формах НЛО

Правительство США восстановило НЛО

Признаки того, что до смерти осталось всего несколько дней

Пришельцы наведались на Землю

Рядовой подстрелил НЛО во время Корейской войны

Туринская плащаница помогла ученым

Эксперты по НЛО сомневаются в позиции Трампа

Адаптация о расследовании аномальных явлений

Будет ли конец света из-за ИИ

Гробница с таинственным порталом в загробный мир

Древний подводный город недалеко от Ноева ковчега

Земные микроорганизмы выжили в океане Энцелада

Исторический запуск SpaceX отслеживал НЛО

Каменные круги неизвестного происхождения нашли в Андах

Коляска сама катится по полу в пабе Англии

Коралловые рифы Марса рассказали о климате

Космоплан отработал операции по захвату спутника

Нападение призрака на Мальте

Научные исследования неопознанных явлений

НЛО замечен во время прямой трансляции SpaceX

НЛО, оккультные ритуалы и контроль сознания

Планеты-изгои способны формировать звезды

Сериал по мотивам мемуаров о НЛО

Таинственная карта точно указывает положение Эдема

Таинственные сферы неоднократно видели в Вайоминге

Ткань охлаждает тело и вырабатывает электричество

Уфологи тщательно изучают план Трампа

Австралийка сфотографировала руку йети

Бренд напитков назначил награду за бигфута

Гигантский лазерный луч наблюдали в Канзасе

Девушка-призрак гладит лошадь

Делает ли ИИ нас умнее или более зависимыми

Женщина доверилась мошеннику-экстрасенсу

За кулисами нового лабиринта ужасов

Земля будет уничтожена астероидом в 2027 году

ИИ формирует детей, а если наоборот

Коннектикут создал тропу привидений

Места в книгах не всегда можно найти в реальности

Место упокоения Ноева ковчега подтверждено

Обнаружена удивительно упорядоченная экзопогода

Огромный новый кратер обнаружили на Луне

Пентагон объявляет о юридическом отказе

Пентагон раскрыл бой с НЛО над Оманским заливом

Поразительные данные о молекулах внутри метеорита

Черные дыры подчиняются одному правилу

Что древние марсианские породы могут рассказать

Является ли темная материя естественной

Аргентинский пилот рассказал о загадочном трио огней

В Парагвае сфотографировали летающую тарелку

В театре Индианы сняли призрачные фигуры

Группа Несси замечена в озере Лох-Несс

Загадочное существо, снятое в Южной Дакоте

Загадочный звук сбивает с толку жителей Милуоки

Как перепрограммировать ваш мозг

Космонавт не встречал инструкций про НЛО

Миссури создается 'Паспорт паранормальных явлений'

Над Техасом сняли НЛО в форме кольца

Полости и органический слой под холмом Арарата

Похищения инопланетянами и НЛО

Предсказателя судьбы обвинили в краже криптовалюты

Презентация о Фармингтонской армаде НЛО

Происхождение ДНК Туринской плащаницы

Проклятие, наложенное на семью

Разоблачитель делится теорией об инопланетянах

Сообщения о появлении бигфута в Кентукки

Четыре странных НЛО, снятых над канадским озером

Шесть сфер над Ближним Востоком

Адаптация истории инсайдера об НЛО

Данные о количестве карликовых галактик не верны

Действия правительства США по сокрытию НЛО

За кулисами частного семинара AARO по НЛО

Наверх
Яндекс.Метрика