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 - ...
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

Белый дом создает новый совет по НЛО

Гробницы хранят тайну происхождения пирамид

Загадочная структура на марсианском снимке

Загадочные круги на морском дне

Загадочные смерти ученых и файлы Пентагона

Зелёные человечки, военные тайны и жажда чуда

Ивановцы тоже видели НЛО

Кембридж - столица инопланетян в Великобритании

Лето, давайте поговорим об НЛО

Мы увидели НЛО, когда покупали еду на вынос

Около 200 НЛО заметили за день у ядерной базы в США

Почему странные огни в небе снова изучают всерьез

Профессор будет руководителем совета по НЛО

Профессор отвергает критику из-за НЛО

Раскрыта тайна инопланетной столицы Великобритании

Самые жуткие аномальные зоны Казахстана

Связи пропавшего учёного с секретными экспериментами

Секретные эксперименты ЦРУ по контролю над разумом

Совет Белого дома по НЛО возглавит профессор Гарварда

Шербрук лидирует в Канаде по наблюдениям НЛО

Комплексное управление коммерческой недвижимостью. Преимущества профессионального подхода

Жителям Волгограда запретили общаться с инопланетянами

Земля может пережить смерть Солнца

Искаженная цитата навсегда изменила историю НЛО

Космические пираты и глупые инопланетяне

Может ли ИИ удалять видеозаписи НЛО из интернета

Новый совет Белого дома по изучению НЛО

О самом громком случае в истории советской уфологии

Омич снял на видеорегистратор падение метеорита

Пентагон раскрыл секретное происшествие

Профессор Гарварда будет изучать НЛО

Пугающая теория темного леса нашла подтверждение

Розуэлльский инцидент - как День уфолога

Секретная научно консультативная группа по НЛО

Сложный кроссворд про инопланетян

Теория 'Великого фильтра' порождает опасения

Третья мировая война и секретные изобретения ЦРУ

Треугольный НЛО сняли над мексиканским городом

Уфологи расшифровали систему общения инопланетян

Хьюстон, наблюдаем неопознанную цель

Экзопланета, которая в семь раз больше своей звезды

Американский пилот описал настоящих инопланетян

Астроном из Гарварда будет искать НЛО

Великий обман уже здесь

Встречи с НЛО могут быть связаны с демонами

Глазго назван столицей похищений инопланетянами

Землетрясение в Венесуэле породило теорию об НЛО

Инопланетяне - падшие ангелы, вторгшиеся на Землю

Истинная правда раскрыта в фильме 'Файлы Ангара 18'

Кот Шрёдингера обзавёлся целым выводком

Луиса Элизондо планировали ликвидировать

Надо обеспечить информаторам юридическую защиту

Назначен руководитель совета Белого дома по НЛО

Пентагон признал провал в контроле над НЛО

Пересадка кала омолодит ваш мозг

Пистолет нашли на Марсе

Программа ЦРУ по контролю над разумом не закрыта

Скандальный астроном будет изучать НЛО

Тайна Ковчега Завета раскрыта

Что нужно знать о встрече с НЛО в Вашингтоне

Эксперты опасаются, что Лох-Несское чудовище погибло

Внутренние расприи в мире НЛО

Гиперпаразит, который охотится на грибок-зомби муравьев

День инопланетян прошел в округе Апшур

Запись 'Вторжение в Вашингтон' может всплыть на поверхность

Знает ли Маск о секретных программах по изучению НЛО

Информаторам необходима правовая защита от угроз

Католическая монахиня высказалась об инопланетянах

Космические силы США отследили загадочный объект

Мозг под общим наркозом понял смысл слов

Мысленный ввод текста без операций на мозге и имплантов

Новый взгляд на существование развитой жизни

Обнаружили прототип Стоунхенджа

Правительственные усилия по сокрытию информации

Пропавший генерал пытался уйти в отставку

Рой медуз сбил американский самолет

Россия и Китай пытаются воссоздать НЛО

Странная встреча Кейт Буш с НЛО в Шотландии

Странный НЛО заметили в Сальвадоре

Существует секретная запись вашингтонского НЛО

Терраформирование Марса - неподъемная задача

Флис для зимы и межсезонья. Особенности выбора

Автономный флот для отслеживания астероидов

Апокалиптические звуки на горе Шаста

Астрохимическая модель недостающей экзосеры

В поисках космического рассвета Вселенной

Дебаты о НЛО и неопознанных аномальных явлениях

Загадочные двойные астероиды

Крошечный луноход, меняющий форму

Мини-вселенная для измерения времени без часов

Мы живем в Божественной симуляции

НЛО больше не существует

НЛО преследуют корабли ВМС США

Обнаружен рекордный сигнал из ранней Вселенной

Обнаружен супернептун из ваты

Происхождение сверхмассивных черных дыр

Радикально новая теория сознания

Сознание не является уникальной чертой землян

Умирающие звёзды помогут разгадать великие тайны

Физика, усложняющая работу межзвездных парусов

Форум по раскрытию информации об НЛО

Что, если Китай или Россия владеют НЛО

Стальная проволока. Виды и применение

Вселенная не одинакова в разных направлениях

Гипотеза о существовании двух жидких состояний воды

Дети сначала обращаются к ИИ, а потом к родителям

Загадка. Сотни работающих динамиков на горе Шаста

Знаменитые верующие в НЛО и их встречи

Изнуряющая жара может превратить британцев в демонов

Инопланетяне наблюдают за Землёй

Как сверхмассивные черные дыры подпитывают себя

Коллапсирующие звезды порождают мини-вселенные

Корабль пришельцев на дне Балтики

Марсианские породы содержат сложную органику

Мифы о вампирах. От упырей и осинового кола

Надо пролить свет на 'Вторжение в Вашингтон'

Накопление темной материи вокруг черных дыр

НЛО и пришельцы в жизни верующих

Обнаружили пару невероятных экзопланет

Обнаружили четырехъуглеродный сахар в космосе

Разделение атмосферы на рассвете и закате WASP-121 b

Случаи наблюдения Лох-Несского чудовища в 2026 году

Фото доказывает реальность путешествий во времени

ВВС США проводили исследование НЛО

Военные США озадачены наблюдениями НЛО

Вселенная полна странных форм сознания

Генерал ВВС США пытался сбежать от НЛО

Два плазмоидных шара замечены над Айдахо

Загадочный гул терзал Землю на протяжении 50 лет

Идёт гонка вооружений внеземных технологий

Исчезнувший генерал пытался уйти из секретных групп

Комиссия по НЛО сосредоточится на данных

Лик инопланетянина увидели в глазу урагана

НАСА обнаружило секретную военную базу

Обнаружили утраченную Книгу мертвых

Переживем ли мы инопланетное вторжение

Почему Монтана - место скопления НЛО

Почему Трамп не может заткнуться о НЛО

Регулярные вторжения НЛО против военных США

Религиозные лидеры говорят об инопланетянах

Телепатия станет реальностью

Ученые проанализировали остатки Озера-скелетов

Штат Канзас принимает фестиваль НЛО

Жители Мытищ увидели странный обьект в небе

Законодатели хотят предоставить иммунитет инсайдерам НЛО

Искусственные эмбрионы вырастить собственные органы

Как религия может смягчить информацию о внеземной жизни

Какие реальные случаи встреч с НЛО вдохновили Спилберга

Конвейер от прозрачности к теориям заговора

Нечеловеческие биологические образцы

Последняя попытка раскрыть информацию о НЛО

Прозрачность информации об НЛО

Пропавшие без вести элитные ученые – проблема

Сверхъестественное на матче чемпионата мира

Смартфоны Google Pixel слышат всё, что слышит юзер

Усольцевы могли провалиться в параллельный мир

Фестиваль НЛО в Кексбурге

Фестиваль НЛО пройдёт в Екатеринбург

Фильм 'День раскрытия' назван саентологией

Форум по раскрытию информации о НЛО в Вашингтоне

Что нужно знать о Зоне 51

Что происходит, когда перестаешь вежливо просить

Что, если у Китая или России есть технология НЛО

Астронавт рассказал о испытании на наличие внеземной жизни

Аэрозоли вызывают потепление или похолодание климата

Важные результаты исследований загадочных частиц-призраков

Все хотят думать, что они открыты для новых идей

Вспышки черных дыр объясняют появление красных точек

Доказательства существования звезд-черных дыр

Заявления о наличии инопланетных сигналов проверяются

Информаторы о НЛО - всего лишь конспирологи

Как может образовываться вода на Луне

Куда не следует смотреть в поисках внеземных цивилизаций

Млечный Путь движется к следующему столкновению

Новые телескопы могут пролить свет на темную материю

Падение метеорита пролило золотой дождь

Подробности самой леденящей душу тайны Библии

Самый древний мерцающий квазар

Скептик Шермер приносит извинения Дэвиду Грушу

Спилберг о термине НЛО, Лёб о людях как зондах

Ускорение космического расширения

Файлы НЛО представляют собой детективную историю

Что происходит со звездой, захватившей черную дыру

Забота и внимание. Преимущества профессионального ухода за пожилыми людьми

Блейд-серверы HP BladeSystem. Когда плотность важнее гибкости

Оптимизация коммуникаций. Надежная доставка деловой корреспонденции для ваших проектов

Наверх
Яндекс.Метрика