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.

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
Израел маха всички мита върху вноса от САЩ

Израел маха всички мита върху вноса от САЩ

Свят Преди 6 часа

Съединените щати са най-близкият съюзник на Израел

Германия конфискува танкер с руски петрол

Германия конфискува танкер с руски петрол

Свят Преди 7 часа

Европейският съюз включи плавателния съд в списъка със санкции срещу Русия

ДПС-ДПС реши да подкрепи кабинета „Желязков“

ДПС-ДПС реши да подкрепи кабинета „Желязков“

България Преди 9 часа

ДПС-ДПС ще продължи подкрепата си до приемането на еврото

БСП: Делото срещу Румен Овчаров е прекратено поради липса на престъпление

БСП: Делото срещу Румен Овчаров е прекратено поради липса на престъпление

България Преди 10 часа

Πpoĸypopът oт CГΠ ĸoнcтaтиpa, чe пo пoвдигнaтoтo oбвинeниe нямa извъpшeнo пpecтъплeниe oт Pyмeн Oвчapoв

Сърбите се вдигнаха срещу мина за литий

Сърбите се вдигнаха срещу мина за литий

Свят Преди 11 часа

В Сърбия през последните четири години бяха организирани масови протести и пътни блокади

Кола помете човек на пешеходна пътека в Разград

Кола помете човек на пешеходна пътека в Разград

България Преди 11 часа

Пострадалият е откаран в разградската болница

Френският главен прокурор защити присъдата на Льо Пен

Френският главен прокурор защити присъдата на Льо Пен

Свят Преди 11 часа

Решението на френския съд е "съобразно закона"

Протестиращи блокираха булевард в София

Протестиращи блокираха булевард в София

България Преди 12 часа

От „Защита” уточниха, че ако не бъдат изпълнени исканията им, са в готовност за ефективни национални протести

Екшън, полицията гони мъже, откраднали 450 метра медни проводници

Екшън, полицията гони мъже, откраднали 450 метра медни проводници

България Преди 12 часа

В хода на операцията по задържането са се включили екипи на „Специални тактически действия“

Снимката е илюстративна

Ужас във Варна: 50-годишен мъж осъден за системно насилие над дете

България Преди 12 часа

Истината излиза наяве, когато момичето е настанено в кризисен център и се установява, че е бременно

Столична община спира приемането на отпадъци от болници

Столична община спира приемането на отпадъци от болници

България Преди 12 часа

Причината е случай на нерегламентирано смесване на битови и медицински отпадъци

<p>Иран ще потърси ядрени оръжия, ако бъде нападната</p>

Иран ще потърси ядрени оръжия, ако бъде нападната

Свят Преди 12 часа

Нарастващото напрежение между Иран и САЩ отново разпали опасенията относно военен конфликт

<p>Първата европейска орбитална ракета се разби след 40 секунди</p>

Първата орбитална ракета, изстреляна от Европа, се разби в морето

Свят Преди 12 часа

Ракетата се разби в морето и се взриви 40 секунди по-късно

Доналд Тръмп коментира връзката между Тайгър Уудс и бившата си снаха

Доналд Тръмп коментира връзката между Тайгър Уудс и бившата си снаха

Свят Преди 12 часа

„Обичам Тайгър и обичам Ванеса“, заяви американският президент

КЕВР намали рязко цената на природния газ

КЕВР намали рязко цената на природния газ

България Преди 12 часа

Председателят на КЕВР Пламен Младеновски : Значително намаление с 14,3%

Сергей Рябков

Русия разглежда мирното предложение на САЩ, но настоява за промени

Свят Преди 12 часа

Бъдещите модели и схеми на САЩ за разрешаване на конфликта в Украйна все още не са премахнали първопричините за него; това трябва да бъде преодоляно, казва руският заместник-министър на външните работи Сергей Рябков