صمم فريق من الباحثين بلورة زمنية فوتونية ثنائية الأبعاد قالوا إنها يمكن أن يكون لها تطبيقات في تقنيات مثل أجهزة الإرسال والليزر.
على الرغم من اسمها ، فإن بلورات الزمن الفوتونية لها القليل من القواسم المشتركة مع بلورات الزمن ، وهي مرحلة من المادة تم اقتراحها لأول مرة في عام 2012 و لوحظ بعد عدة سنوات. القاسم المشترك الأساسي هو أن كلا البلورتين لهما أنماط هيكلية بمرور الوقت ، لكن بلورات الوقت هي مواد كمومية – الذرات معلقة في حالات كمومية – بينما بلورات الزمن الضوئية هي مواد اصطناعية غير موجودة في الطبيعة.ه و هم ليست بالضرورة معلقة في حالات الكم.
واجه الباحثون صعوبة في بناء بلورات زمنية فوتونية ثلاثية الأبعاد ومعالجتها ، لذلك حاول الفريق الأخير شيئًا مختلفًا: تقليل حجم المادة إلى 0.08 بوصة (2 م) فقط.مليلتر) سميك. هُم تضخم الكريستال الضوء عند ترددات الميكروويف. ذتجربة النتائج نشرت اليوم في Science Advances.
قال Xuchen Wang ، الفيزيائي في معهد Karlsruhe للتكنولوجيا والمؤلف الرئيسي للدراسة ، في رسالة بريد إلكتروني إلى Gizmodo: “من خلال تعديل أو تغيير الخاصية الكهرومغناطيسية للسطح الخارق بمرور الوقت ، تمكنا من إنشاء بلورة زمنية فوتونية ثنائية الأبعاد”. “يمكن أن يؤدي تقليل بلورات الوقت الفوتونية من الأبعاد الثلاثية إلى ثنائية الأبعاد إلى جعلها أرق وأخف وزنًا وأسهل في التصنيع ، تمامًا مثلما تحسنت السطوح الخارقة على المواد الخارقة.”
قد تحصل G / O Media على عمولة
البلورات الضوئية هي هياكل بصرية تتغير قدرتها على انكسار الضوء بشكل دوري (أي بمرور الوقت). في إعدادات المختبر ، الخصائص الكهرومغناطيسية للمواد الخارقة يمكن ضبطه بدقة لإنشاء بلورات ضوئية جيدة بشكل غير طبيعي في تضخيم موجات الضوء.
الفوتونات في مثل هذه البلورات لها نمط متكرر يجعلها متماسكة ، على غرار الطريقة تساعد أنماط الليزر النابضة في بتات الكم إبقائهم متماسكينإطالة حالات الكم.
“في [photonic time crystals]، لا يتم حفظ الطاقة ؛ ومن ثم فإن الدول المقيمة في فجوة الزخم يمكن أن يكون لها سعة متزايدة بشكل كبير ، “قال مردخاي سيغيف ، الفيزيائي في معهد التخنيون الإسرائيلي للتكنولوجيا غير المنتسب إلى الورقة الجديدة ، في فبراير مقابلة مع Nature Photonics. “هذا له تأثير كبير على الفيزياء المعنية.”
تتضمن التطبيقات الواقعية للاكتشاف معظم الأجهزة التي تعتمد عليها الضوئيات. على سبيل المثال ، يمكن تحسين الإشارات اللاسلكية عن طريق طلاء الأجهزة على بلورات زمنية فوتونية ثنائية الأبعاد ، مما يجعل قوة الإشارة أكثر قوة.
على الرغم من أن الكريستال صنع بواسطة الشايم يضخم فقط ميكروفونقال وانغ لـ Gizmodo إن تعديلًا طفيفًا في التصميم يمكن أن يسمح للبلور بالعمل في ترددات الموجات المليمترية ، مثل تلك المستخدمة في اتصالات 5G.
سيحدد الوقت مدى قابلية التكنولوجيا للتطوير ومدى أدائها خارج المختبر.
المزيد: حصل الفيزيائيون على كمبيوتر كمي للعمل عن طريق تفجيره باستخدام تسلسل فيبوناتشي
