Lazer Işığındaki Hızlı Değişimlerden Oluşan Fotonik Zaman Kristalleri : ScienceAlert

Fiziğin en temel yasalarından bazılarını deneyen bilim adamları, fotonik zaman kristalleri (PTC’ler) dedikleri şeye dair daha fazla kanıt buldular: ışığın hareket etme hızının ( kırılma indisi) çok hızlı salınır.

hakkında zaten çok şey biliyoruz fotonik kristaller, burada bir malzemede tekrar eden bir model, uzayın bir alanı üzerinde kırılma indisinde bir kayma yaratır; bunu böcek kanatlarının veya değerli minerallerin parıltısında görebilirsiniz. PTC’ler ile zaman içinde değişme unsuru da tanıtılır.

Burada araştırmacılar, lazerleri olarak bilinen iki malzeme üzerinde eğittiler. şeffaf iletken oksitler, elektriği iletirken ışığın geçmesine izin veren. Lazerleri, kırılma indeksini 10 femtosaniyeden daha kısa sürelerde (saniyenin 10 katrilyonda biri) hızla değiştirmek için kullandılar.

Araştırmacılar, ışık frekansında ve ışık hızında önemli değişimler gözlemlediler. hafif dinlenme zamanı (kırılma indisinin normale dönmesi için gereken süre), malzemenin kalınlığına ve kırılma indisinin değiştirilme hızına bağlıdır.

“Kristallerde yüksek enerjiye heyecanlanan elektronların, temel hallerine geri dönmek için genellikle on kattan fazla zamana ihtiyacı vardır ve birçok araştırmacı, burada gözlemlediğimiz ultra hızlı gevşemenin imkansız olacağını düşündü.” diyor Technion-İsrail Teknoloji Enstitüsü’nden fizikçi Mordechai Segev.

Bunun nasıl olduğunu henüz tam olarak anlamadık” dedi.

Buradaki üst düzey fizik yüzünden kafanız zaten ağrımıyorsa, birden fazla tür fotonik vardır. zaman kristali. Buradaki araştırma, çeşitli gelişmiş amaçlar için ışığı manipüle edebilen fotonik zaman kristallerinden ayrıdır.

Şimdiye kadar, bu tür PTC’ler yalnızca Radyo dalgalarıışık dalgalarından çok daha düşük frekanslara sahip olan dalgalar ne kadar hızlı geçerse, frekans o kadar yüksek olur. PTC’leri sabit tutmak, tek bir elektromanyetik dalga döngüsü uzayında yükselen ve düşen kırılma indisine bağlıdır.

Bu, bu deneyleri bu kadar ilginç kılan şeyin bir parçası olan ışık dalgalarının süper hızlı aleminde çok daha zordur. Araştırmacılar, PTC’leri tam olarak gözlemleyemediler. görünür ışık spektrumuama yaklaştılar.

Segev’in dediği gibi, bunun neden olduğu veya sonunda nasıl kullanılabileceği tam olarak net değil, ancak elektrik alanında uzman Vladimir Shalaev’e göre fizikte yeni bir çığır açmaktan bahsediyoruz – “ışık biliminde yeni bir sayfa”. ABD’deki Purdue Üniversitesi’nde mühendis.

“Bulgularımız… optik frekanslarda fotonik zaman kristallerini ve zaman sınırlarını içeren diğer birçok fenomeni gözlemlemenin yolunu açıyor.” yazmak araştırmacılar yayınladıkları makalelerinde.

Araştırma yayınlandı nanofotonik.