Физики научились лепить из света и вещества
Физики-теоретики из МФТИ, СПбГУ, Владимирского государственного университета и Университета Вестлейк в Китае предложили и обосновали новую платформу, способную формировать пространственное распределение света по внешнему сигналу. В последние десятилетия ученые активно исследуют удивительный мир поляритонов — гибридных квазичастиц. Это своего рода «кентавры» микромира, сочетающие в себе свойства фотонов (частиц света) и экситонов (возбужденных состояний в полупроводнике). Заключенные в специальные полупроводниковые структуры, называемые микрорезонаторами, поляритоны могут образовывать макроскопические когерентные состояния, подобные лазерному излучению, известные как поляритонные конденсаты.
Управляя этими конденсатами, можно создавать миниатюрные когерентные источники света, оптические переключатели и даже элементы для квантовых вычислений. Однако до сих пор у этого направления был существенный недостаток: однажды созданное устройство обладало жесткой, неизменной структурой. Потенциальный ландшафт, который определяет форму и поведение поляритонного конденсата, закладывался на этапе производства и не мог быть изменен в дальнейшем. Это все равно что отлить скульптуру из бронзы — красиво, но статично.
Чтобы преодолеть это ограничение и превратить «бронзу» в «глину», с которой можно работать в реальном времени, авторы исследования обратились к уникальным свойствам жидких кристаллов. Эти материалы, знакомые всем по экранам смартфонов и телевизоров, состоят из молекул, способных изменять свою ориентацию под действием внешнего электрического поля. Такое изменение, в свою очередь, меняет оптические свойства всего материала, в частности, его показатель преломления. Ученые предложили конструкцию, где полость оптического микрорезонатора заполнена жидким кристаллом, а внутри него размещены несколько тончайших слоев полупроводника на основе перовскита, который служит источником экситонов. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review A.
Целью работы было создание единой, компактной структуры, способной по команде генерировать не один, а целое семейство различных, заранее запрограммированных световых узоров. Для этого исследователи использовали мощный метод вычислительной физики — топологическую оптимизацию.
В предложенной системе существует несколько различных поляритонных мод — своего рода стоячих волн света и вещества, отличающихся по своей пространственной структуре. Жидкий кристалл выступает в роли дирижера или селектора мод. Изменяя напряжение, подаваемое на жидкий кристалл, можно изменять ориентацию его молекул. Это тонко настраивает оптические условия внутри резонатора так, что в резонанс входит только одна, определенная поляритонная мода. Каждая из этих мод по-своему взаимодействует с заранее спроектированным «рельефом» экситонных слоев. Таким образом, одно и то же устройство, обладая одним и тем же внутренним рельефом, может генерировать совершенно разные световые картины в зависимости от того, какая мода «включена» в данный момент жидким кристаллом.
Топологическая оптимизация позволяет, отталкиваясь от желаемого конечного результата, рассчитать оптимальную геометрию и параметры системы для его достижения. В данном случае, компьютерный алгоритм должен был спроектировать идеальный «рельеф» для поляритонов, изменяя локальную толщину полупроводниковых слоев. Этот рельеф формирует стационарный потенциал, который и «лепит» нужную форму из поляритонного конденсата.
Евгений Седов, ведущий научный сотрудник Международного центра теоретической физики имени А.А. Абрикосова МФТИ, прокомментировал: «Наше предыдущее исследование ограничивалось двумя модами с разной поляризацией света. В новой работе мы сделали качественный скачок вперед, научившись управлять целым набором мод с одинаковой поляризацией. Это похоже на переход от простого выключателя с двумя положениями к многоканальному пульту управления. Мы используем внешне настраиваемую анизотропию жидкого кристалла для того, чтобы динамически выбирать, какую из нескольких заранее заготовленных «программ» устройство будет исполнять. Это создает гораздо большую гибкость и функциональное разнообразие для одного компактного чипа».
Чтобы продемонстрировать возможности своей платформы, исследователи провели численное моделирование, поставив перед алгоритмом топологической оптимизации амбициозную задачу. В качестве целевых изображений исследователи выбрали три сложных узора, сгенерированных нейросетью: раскрытая ладонь, сжатый кулак и рука, которая показывает знак победы (V). Алгоритм успешно рассчитал необходимую наноразмерную модуляцию толщины экситонных слоев. Моделирование показало, что при одном значении управляющего параметра (угла наклона молекул жидкого кристалла) поляритонный конденсат действительно принимает форму ладони, при другом — кулака, а при третьем — знака V.
Инновационность работы заключается в разработке целостной концепции динамически переключаемой платформы, которая объединяет пассивную, но сложную пространственную инженерию (топологически оптимизированные потенциалы) и активное, однородное управление (ориентация жидкого кристалла). Это позволяет преодолеть фундаментальное ограничение статичности в поляритонике и прокладывает путь к созданию программируемых оптических элементов.
Практическая значимость исследования огромна, особенно в контексте развития оптических нейроморфных вычислений, которые имитируют работу человеческого мозга. В таких системах каждая из запрограммированных световых картин может представлять собой карту весов нейронной сети, предназначенную для решения конкретной задачи. Предложенное устройство позволяет «хранить» на одном чипе несколько таких карт и мгновенно переключаться между ними, просто меняя напряжение. Это концептуально близко к идее контекстно-зависимых вычислений и так называемому «пожизненному обучению» искусственного интеллекта, когда система может осваивать новые задачи, не забывая старые. Такой подход позволяет создавать многозадачные поляритонные нейронные процессоры, не требующие физической перезаписи весов при смене задачи.
В будущем ученые планируют исследовать пути физической реализации предложенных структур, а также расширить сложность и количество программируемых состояний. Новая работа закладывает прочный теоретический фундамент для нового поколения реконфигурируемых гибридных свето-вещественных устройств, способных не просто излучать свет, а делать это осмысленно и по команде.
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

Астроном подвергается нападкам из-за исследований НЛО

Большое количество НЛО сбивает с толку очевидцев

Вы из параллельного мира можете манипулировать вами

Ген, отвечающий за четырехмерное цветовое зрение

Групповая работа посвящена изучению культа НЛО

Защищенный законом канал для инсайдеров

Изменение правил Пентагона в отношении НЛО

Инопланетные виды уже давно на Земле

Инопланетянин рядом с голубым лучом света

Инцидент с НЛО посреди пустыни Нью-Мексико

НЛО размером с Луну в созвездии Малого Льва

Новый сериал о НЛО и паранормальных явлениях

Огромные инопланетные сооружения на Луне

От встреч с пришельцами и похищений до вещих снов

Пентагон не знает о программе 'Безупречное созвездие'

Разбор эпизодов и многое другое о новом сериале об НЛО

Треугольный НЛО замечен над Колумбусом

Трудная проблема сознания неразрешима

Флот НЛО попал в объектив камеры над Арканзасом

Что произойдёт с человечеством в конце времен

В сопротивлении ИИ нет ничего иррационального

Венера могла проглотить свою луну

Вьетнамский блогер построил инопланетный корабль

ИИ может открыть формы интеллекта

ИИ создают собственные языки общения

Летающие тарелки высокой секретности реальны

Меня чуть не утащили в Ад скрюченные пальцы

Меркурий сжимается сильнее, чем мы думали

Научились определять погоду на далёких мирах

Они выглядят как люди, но это не так

Печать домов на Марсе

Пилот снял в небе Мексики загадочный объект

Пыль с астероида Рюгу и сложные молекулы

Ромбовидный НЛО замечен над Мексикой

Сложная проблема сознания вполне разрешима

Солнце когда-то поглотило планету

Тайна Зоны 51 становится все более загадочной

Тыквы к Хэллоуину будут слишком маленькими

Шведская история о привидениях

Юридически защищенный канал связи для инсайдеров

Блуждающая черная дыра питается на ходу

Вирус из средневековой книги убил 500 000 животных

Выходящих в астрал людей проверили

ИИ меняет рабочие процессы, а не заменяет сотрудников

Критическое представление о претензиях по НЛО

Министерство обороны отменяет режим секретности

Мутации - ключ к избавлению человека от страданий

Не позволяйте ИИ влиять на ваше поведение

Охота за неизвестными видами в Нью-Йорке

Пентагон объявил о юротказе от информации об НЛО

Пентагон упрощает правила для чиновников и военных

Правило упрощающее рассекречивание НЛО

Правительство США тремится понять природу НЛО

Правовая основа для разглашения данных об НЛО

Радиоисточник не смогли объяснить известными объектами

Ситуация с религиозными предрассудками меняется

Следы древних инопланетных цивилизаций в лунной пыли

США официально признали наличие оружия на орбите

Теорию ударных волн поставили под сомнение

Усилия США по НЛО искренние и научные

Астероид Рюгу и метеорит Ивуна - древние планетезимали

Власти не готовы к пришествию ИИ

Воды на Луне может не хватить для крупных колоний

Детекторы гравиволн могут обнаружить черные дыры

Доказали столетнее предсказание о струнах Бете

Звезды, поглотившие каменистые планеты

И тут в операционную вошел Иисус

Как можно решить две астрофизические загадки

Корпорация Microsoft пообещала не создавать сверхразум

Может ли ваше сознание покидать тело

Мозговой имплантат помог воспроизвести речь

Невидимые кольца астероида меняются

Новый путеводитель по миру НЛО

Правительство США лжёт об НЛО

Пугающее предсказание Нострадамуса вновь всплывает

Роботы не поработят американцев

Соляные расщелины - теплицы для марсианских микробов

Технологии могут уничтожить нас всех

ЦРУ опубликовало доклад о терактах 11 сентября

Юридическое разрешение на слив данных об НЛО

Вызов теории о тёмной энергии

Данные о замёрзших окраинах другой звёздной системы

Движение за раскрытие НЛО теряет обороты

Дрожжи подошли для печати домов на Марсе

Как рождаются слухи об инопланетянах

Калий, кальций, марганец и барий нашли на экзопланете

Люди веками защищали свои дома с помощью магии

Молочную ферму продают в Молебской зоне

НЛО кошмарит жителей деревни Родионово

Новый рубеж в области управления погодой

Опровергнуто одно из ключевых свойств Вселенной

Пентагон разрешил сотрудникам разглашать данные об НЛО

Ракетное топливо можно получить из воздуха Марса

Сотрудники Пентагона могут сообщать об НЛО

Сценарий действий на случай контакта с инопланетянами

Удалённые объекты Солнечной системы помнят прошлое

Формирование двойной звезды в реальном времени

Черные дыры растут вместе со Вселенной

Черные дыры, у которых есть звездный спутник

Экстраординарное событие в Пентагоне

Быстрые радиовсплески и темная материя

Глава Anthropic предложил замедлить развитие ИИ

Доказательства того, что путешествия во времени реальны

Есть ли среди нас инопланетяне

Есть ли у чёрных дыр волосы

Жители Алматы сообщили о двух необычных объектах

Загадочный НЛО завис в небе на 6 часов

ИИ ослабляет умственные способности человека

Исчезновение подповерхностных океанов на спутниках

Лазерные вооружения для современной войны

Мистический Воронеж. НЛО, Башня смерти и призраки

Мультиспектральное исследование космоса

Необычное небесное явление снял волгодонец

НЛО могут читать мысли и перемещать предметы

НЛО над Белгородской областью

Правительство США скрывает правду о Розуэлле

Сверхскопление галактик побило рекорд

Спектакль, посвященный НЛО

Три подозрительных треугольных НЛО над Бали

Черные дыры растут быстрее, чем их галактики

Бразильский архитектор построил дом в форме НЛО

Данные об НЛО из различных федеральных ведомств

День разоблачения - отличный фантастический триллер

Доегипетская тайна. Шахта Осириса под Гизой

Древняя база пришельцев в Чёрном море

Загадочные отверстия на поверхности Марса

Инопланетяне на самом деле просто демоны

Инопланетяне следят за развитием ИИ

Могут ли мигающие треугольники быть настоящими НЛО

Может ли ИИ действительно нас уничтожить

Музыкант вспоминает странную встречу с НЛО

На поверхности Марса обнаружен счастливый кратер

Новое изображение инопланетянина на Марсе

Новый Код найден в Великой пирамиде Египта

Огромный и бесшумный НЛО заметили в Иллинойсе

Пьеса, основанная на реальной истории о НЛО

Теории заговора о терактах 11 сентября

Тысячи птиц облепили церковь в Орегоне

У берегов Австралии обнаружена база пришельцев

Фестиваль НЛО посвящен годовщине похищения Хиллов

Агиоптазия - чувство, для которого нет названия

Адмирала пытались убедить, что НЛО из США

Атмосфера Бетельгейзе становится неоднородной

Глобальное потепление приближается

Два загадочных водородных облака без видимых звезд

Игнорировать свидетельства о НЛО становится сложнее

Исчезновение ученых остается без ответов

Как на Меркурии сформировались графитовая кора и ядро

Левитирующий магнит и новые горизонты темной материи

НЛО искривляют пространство и время

НЛО. От Голливуда до Вашингтона

Полярные сияния стали генератором пребиотической химии

Представили новую форму космических сил США

Прошел год с момента слушаний о секретности НЛО

Редкий пульсар испустил 114 импульсов за один час

Соль превратила Землю в замерзший мир

Удивительная пара белых карликов на 6-минутной орбите

Форма и размер частиц определяют прочность астероидов

Художник поделился своими наработками о Серых

Черная дыра может существовать внутри звезды

Были ли ядерные войны до нашей эры

Ваш телевизор может за вами шпионить

Високосные секунды заменят високосным часом

Гигантская мегалитическая структура на дне океана

Зачем НЛО прилетают на Землю

ИИ OpenAI решила математическую загадку тысячелетия

ИИ позволял одним пользователям читать почту других

ИИ с вероятностью 10% решит уничтожить человечество

Как Бог сотворил небеса

Компания LG отвергла обвинения в слежке

Крошечные формы жизни создали человека

Мы можем обнаружить суперкомпьютеры инопланетян

Наш мир - всего лишь иллюзия

НЛО могут наблюдать за ядерными объектами

Певица устала от травли из-за инопланетян

План на случай подтверждения существования НЛО

Светящаяся летающая тарелка, снята в Аргентине

Секретное оружие замечено в китайской Зоне 51

Скрывает ли правительство инопланетян

США впервые провели орбитальный бой

Жак Валле - уроки, извлечённые за всю жизнь

Загадочный гул накрыл Кейптаун

Земля исчезает за марсианским спутником Фобосом

ИИ предлагает новые физические эксперименты

Как ИИ может заставить нас работать еще усерднее

Как улучшить способность ИИ запоминать и обучаться

Наверх
Яндекс.Метрика