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
Протест на „БОЕЦ” пред МВР, стигна се до сблъсък с полицията

Протест на „БОЕЦ” пред МВР, стигна се до сблъсък с полицията

България Преди 1 час

От гражданското движение настояват за оставката на вътрешния министър

Нови жалби срещу Общото събрание на БОК

Нови жалби срещу Общото събрание на БОК

България Преди 1 час

Към оспорващите законосъобразността се включиха щангите и борбата

Момче нападна с нож и ограби човек в Ботевград

Момче нападна с нож и ограби човек в Ботевград

България Преди 3 часа

То насочило нож към гърлото му с настояване да му даде пари или ще го убие

Осъдиха на 15 години при строг режим Рангел Бизюрев

Осъдиха на 15 години при строг режим Рангел Бизюрев

България Преди 4 часа

Окръжна прокуратура – Пловдив обяви, че ще внесе протест срещу 15-годишната присъда на Бизюрев.

Пазаруването на живо: Новата революция в онлайн търговията

Пазаруването на живо: Новата революция в онлайн търговията

Свят Преди 5 часа

45% от потребителите в САЩ са разглеждали или купували от събития за пазаруване на живо през последните 12 месеца

<p>Русия строи морско чудовище по-голямо от &quot;Москва&quot;</p>

Русия строи морско чудовище по-голямо от крайцера "Москва"

Свят Преди 5 часа

Корабът е с водоизместимост около 30 000 тона

Прокуратурата: Кучето в Свищов не е измъчвано

Прокуратурата: Кучето в Свищов не е измъчвано

България Преди 5 часа

Извършена е проверка от органите на РУ Свищов

Защо принц Уилям нае бракоразводните адвокати на принцеса Даяна

Защо принц Уилям нае бракоразводните адвокати на принцеса Даяна

Свят Преди 5 часа

Принц Уилям е взел решение вече да не разчита на адвокатите на баща си

<p>Общината срещу държавата след инцидент с бус в София</p>

Дърво падна върху бус с трима арестанти на бул. „Цариградско шосе”

България Преди 5 часа

Държава и общината влязоха в задочен спор за парка на двореца "Врана"

Ръсел Бранд е обвинен в изнасилване

Ръсел Бранд е обвинен в изнасилване

Свят Преди 5 часа

Комикът, автор и актьор от „Get Him To The Greek“ отрича обвиненията, като казва, че връзките му са били „винаги по взаимно съгласие“

"Хората крещят от ужас": Жената с най-дългия език в света

"Хората крещят от ужас": Жената с най-дългия език в света

Любопитно Преди 6 часа

"Най-добрата реакция, която мога да получа, когато някой види езика ми, е крещенето"

Рубио: Ще узнаем много бързо дали Русия иска мир

Рубио: Ще узнаем много бързо дали Русия иска мир

Свят Преди 6 часа

Според него украинците са показали желание за пълно прекратяване на огъня

Крал Чарлз „засвири“ на морков по време на прием в Уиндзор 🥕

Крал Чарлз „засвири“ на морков по време на прием в Уиндзор 🥕

Свят Преди 6 часа

76-годишният крал Чарлз изглежда се наслаждаваше на музикалното събитие

Магическите формули на Тръмп: Има ли логика в митата му?

Магическите формули на Тръмп: Има ли логика в митата му?

Свят Преди 6 часа

Президентът използва стратегически мита за преговори с ЕС

<p>Изненадващият навик на принцеса Шарлот, който е наследила от майка си</p>

Кейт Мидълтън разкри любимата храна на дъщеря си

Любопитно Преди 6 часа

Както Кейт, така и дъщеря ѝ – принцеса Шарлот – споделят специална слабост към една често пренебрегвана, но изключително полезна храна

Тайните на добрия грим с Кирил Гуцов

Тайните на добрия грим с Кирил Гуцов

Любопитно Преди 6 часа

Кирил Гуцов опровергава някои широко разпространени митове за грима