Н ово изследване на дифракцията изпраща лазери през "процепи във времето" в новаторски подход към класическия експеримент с двойния процеп, съобщава Livescience.

Този експеримент е разновидност на 220-годишна демонстрация, при която светлината преминава през два процепа в екран, за да създаде уникална дифракционна картина в пространството, при която върховете и спадовете на светлинната вълна се събират или отменят. В новия експеримент изследователите създават подобен модел във времето, като по същество променят цвета на ултракъс лазерен импулс.

Откритията проправят пътя за напредък в аналоговите компютри, които манипулират данни, отпечатани върху светлинни лъчи, вместо върху цифрови битове - това може дори да накара тези компютри да се "учат" от данните. Те също така задълбочават разбирането ни за фундаменталната природа на светлината и взаимодействието ѝ с материалите. 

За новото изследване, описано на 3 април в списание Nature Physics (отваря се в нов раздел), изследователите използват индиево-калаен оксид (ITO) - материалът, който се намира в повечето екрани на телефони. Учените вече знаеха, че ITO може да се променя от прозрачен в отразяващ в отговор на светлината, но изследователите установиха, че това се случва много по-бързо, отколкото се смяташе досега - за по-малко от 10 фемтосекунди (10 милионни части от милиардната част от секундата). 

"Това беше много голяма изненада и в началото беше нещо, което не можехме да си обясним", казва пред Live Science водещият автор на изследването Рикардо Сапиенца(opens in new tab), физик от Имперския колеж в Лондон. В крайна сметка изследователите разбрали защо реакцията се е случила толкова бързо, като разгледали внимателно теорията за това как електроните в ITO реагират на падащата светлина.  "Но ни отне много време, за да го разберем."

Замяна на времето с пространство

През 1801 г. английският учен Томас Йънг за първи път демонстрира вълновата природа на светлината с помощта на станалия вече класически експеримент с "двоен процеп". Когато светлината блести върху екран с два процепа, вълните променят посоката си, така че вълните, излизащи от единия процеп, се припокриват с вълните, идващи през другия. Върховете и спадовете на тези вълни или се сумират, или се анулират, създавайки светли и тъмни ресни, наречени интерференчна картина. 

В новото изследване Сапиенца и колегите му пресъздават такава интерференчна картина във времето, като облъчват с лазерен импулс "помпа" екран, покрит с ITO. Въпреки че първоначално ITO е бил прозрачен, светлината от лазера е променила свойствата на електроните в материала, така че ITO е отразявал светлината като огледало. Следващият лазерен лъч на "сондата", попадащ върху екрана на ITO, ще види тази временна промяна в оптичните свойства като процеп във времето с дължина само неколкостотин фемтосекунди. Използването на втори помпен лазерен импулс накара материала да се държи така, сякаш има два процепа във времето - аналог на преминаването на светлината през пространствени двойни процепи.  

Докато при преминаването през обикновените пространствени процепи светлината променя посоката си и се разсейва, при преминаването през тези двойни "процепи във времето" тя променя честотата си, която е обратно пропорционална на дължината на вълната. Именно дължината на вълната на видимата светлина определя нейния цвят. 

В новия експеримент интерференчният модел се проявява като ресни или допълнителни върхове в честотните спектри, които представляват графики на измерената интензивност на светлината при различни честоти. Точно както промяната на разстоянието между пространствените процепи променя получената картина, изоставането между времевите процепи диктува разстоянието между интерференчните ресни в честотните спектри. А броят на ресните в тези модели, които са видими, преди амплитудата им да намалее до нивото на фоновия шум, разкрива колко бързо се променят свойствата на ITO; материалите с по-бавни реакции дават по-малко откриваеми интерференчни ресни.

Това не е първият случай, в който учените измислят как да манипулират светлината във времето, а не в пространството. Например учени от Google твърдят, че техният квантов компютър "Sycamore" е създал времеви кристал - нова фаза на материята, която се променя периодично във времето, за разлика от атомите, които са подредени в периодичен модел в пространството. 

Андреа Алу (отваря се в нов раздел), физик от Градския университет в Ню Йорк, който не е участвал в тези експерименти, но е правил отделни експерименти, които са създавали отражения на светлина във времето, ги описва като още една "чиста демонстрация" на това как времето и пространството могат да бъдат взаимнозаменяеми. 

"Най-забележителният аспект на експеримента е, че той демонстрира как можем да променим пропускливостта [която определя доколко един материал пропуска или отразява светлината] на този материал (ITO) много бързо и със значителна стойност", каза Алу по електронната поща за Live Science. "Това потвърждава, че този материал може да бъде идеален кандидат за демонстрация на времеви отражения и времеви кристали."

Изследователите се надяват да използват тези явления, за да създадат метаматериали или структури, предназначени да променят пътя на светлината по специфични и често сложни начини. 

Досега тези метаматериали са били статични, което означава, че промяната на начина, по който той влияе на пътя на светлината, изисква използването на изцяло нова структура - например нов аналогов компютър за всеки различен вид изчисления, казва Сапиенца. 

"Сега разполагаме с материал, който можем да преконфигурираме, което означава, че можем да го използваме за повече от една цел", каза Сапиенца. Той допълни, че подобна технология може да даде възможност за работа на компютри, които имитират мозъка.

Съдията: - Подсъдимия, защо открадна кравата? - Господин съдия, тя ме погледна, аз я погледнах... и някакси... просто ей така се случи... съдбата ни събра!
Прочети целия
Обратно в сайта X

ДОСТЪП ЗА ЛОГНАТИ ПОТРЕБИТЕЛИ За да пишете, оценявате или докладвате коментари, моля логнете се в профила си.

  1. Запомни ме
забравена парола Полетата маркирани с * са задължителни
Полето Потребителско име не трябва да е празно.
Полето E-mail не трябва да е празно.
Полето Парола не трябва да е празно.
Полето Повторете паролата не трябва да е празно.
  1. Декларирам, че съм се запознал с Общите условия за ползване на услугите на Нетинфо.
Полетата маркирани с * са задължителни
Заради бомбена заплаха: Евакуираха самолет на летище във Флорида

Заради бомбена заплаха: Евакуираха самолет на летище във Флорида

Свят Преди 16 минути

Взривно устройство не беше открито

<p>Защо Светият отец&nbsp;ще бъде погребан извън Ватикана?</p>

Защо папа Франциск ще бъде погребан извън Ватикана?

Свят Преди 57 минути

За първи път от повече от век понтифекс ще бъде погребан извън Ватикана

Приключи поклонението пред тленните останки на папа Франциск

Приключи поклонението пред тленните останки на папа Франциск

Свят Преди 8 часа

Около 250 000 души са успели да отдадат почит на покойния папа

ЕС дава 15 милиона евро за армията на РС Македония

ЕС дава 15 милиона евро за армията на РС Македония

Свят Преди 8 часа

Средствата ще се използват за набавяне на различно оборудване

Кой екзекутира висш руски генерал насред Москва

Кой екзекутира висш руски генерал насред Москва

Свят Преди 9 часа

Украйна не е поела отговорност за взрива днес

Ново земетресение близо до Истанбул в Турция

Ново земетресение близо до Истанбул в Турция

Свят Преди 10 часа

Трусът е бил с епицентър под Мраморно море

Зеленски: Крим принадлежи на Украйна

Зеленски: Крим принадлежи на Украйна

Свят Преди 11 часа

Зеленски: Украйна не разполага с достатъчно оръжия, за да си върне контрола над Кримския полуостров

МВФ: Очакваме България в еврозоната през 2026 г.

МВФ: Очакваме България в еврозоната през 2026 г.

България Преди 11 часа

Това заяви директорът на европейския департамент на МВФ Алфред Камер

Украйна и ЕС с контрапредложение за мир

Украйна и ЕС с контрапредложение за мир

Свят Преди 12 часа

Документът показва, че Украйна и ЕС се противопоставят на някои от предложенията на САЩ

Олимпиадата на любовта слага край на индивидуалните изпитания в “Един за друг”

Олимпиадата на любовта слага край на индивидуалните изпитания в “Един за друг”

Любопитно Преди 12 часа

Коя ще бъде последната “Супер двойка” във Вилата на любовта?

Катастрофа на две коли и патрулка в София

Катастрофа на две коли и патрулка в София

България Преди 12 часа

Полицаите са били на път към подаден сигнал за домашно насилие

Докладчикът по правата на човека в СЕ се намеси за ромите от "Захарна фабрика"

Докладчикът по правата на човека в СЕ се намеси за ромите от "Захарна фабрика"

Свят Преди 13 часа

Конгресът застава твърдо зад защитата на правата на човека и достойнството на всички в Европа, включително и на ромите

Обвиниха майка за хулиганство в детска градина

Обвиниха майка за хулиганство в детска градина

България Преди 14 часа

Тя започнала да отправя обиди и закани за физическа саморазправа срещу възпитателка

<p>Хекимян: ПП сложиха свой човек за шеф на &quot;Метрополитен&quot;</p>

Хекимян: "Продължаваме Промяната" сложиха свой човек за шеф на "Метрополитен"

България Преди 14 часа

Той коментира, че Найденов е бил назначен от Кирил Петков през 2022 г. като заместник-министър на транспорта

Britské listy: Чешките бизнес популисти от PPF искат да демонтират либералната демокрация в Европа

Britské listy: Чешките бизнес популисти от PPF искат да демонтират либералната демокрация в Европа

Свят Преди 14 часа

Сърбия е ключова страна за европейската интеграция на западните Балкани и евентуален провал може да подкопае стабилността на самия ЕС, се казва в анализа на медията

Тръмп: Крим ще остане с Русия

Тръмп: Крим ще остане с Русия

Свят Преди 14 часа

Тръмп: Тогава САЩ и Русия ще могат да правят бизнес