Kristalet e kohës fotonike të krijuara nga ndërrimet e shpejta në dritën lazer

Shkencëtarët që eksperimentojnë me disa nga ligjet më themelore të fizikës kanë gjetur më shumë prova të asaj që ata i quajnë kristalet e kohës fotonike (PTC): materiale në të cilat shpejtësia me të cilën lëviz drita (indeksi i thyerjes) lëkundet shumë shpejt.

“Ne tashmë dimë shumë më tepër për kristalet fotonike, ku një model i përsëritur në një material krijon një zhvendosje në indeksin e thyerjes mbi një zonë të hapësirës; ju mund ta shihni këtë në vezullimin e krahëve të insekteve ose mineraleve të çmuara. Me PTC-të, futet edhe elementi i ndryshimit me kalimin e kohës.

Këtu, studiuesit trajnuan lazer në dy materiale të njohura si okside përcjellëse transparente, të cilat lejojnë dritën të kalojë duke përcjellë gjithashtu elektricitet. Ata përdorën lazerët për të ndryshuar me shpejtësi indeksin e thyerjes për periudha më pak se 10 femtosekonda (që janë 10 kuadriliontët e sekondës).

Studiuesit vëzhguan ndryshime të rëndësishme në frekuencën e dritës dhe në kohën e relaksimit të dritës (koha e nevojshme që indeksi i thyerjes të kthehet në normale), në varësi të trashësisë së materialit dhe shpejtësisë me të cilën u ndryshua indeksi i thyerjes.

“Elektronet e ngacmuara nga energjia e lartë në kristale përgjithësisht kanë nevojë për më shumë se dhjetë herë më shumë kohë për t’u çlodhur në gjendjen e tyre bazë, dhe shumë studiues menduan se relaksimi ultra i shpejtë që vëzhgojmë këtu do të ishte i pamundur,” thotë fizikani Mordechai Segev nga Technion-Israel. Instituti i Teknologjise.

“Ne ende nuk e kuptojmë saktësisht se si ndodh.”

Nëse koka juaj nuk po ju dhemb tashmë nga fizika e nivelit të lartë këtu, ka më shumë se një lloj kristali fotonik të kohës. Hulumtimi këtu është i ndarë nga kristalet e kohës fotonike që mund të manipulojnë dritën për qëllime të ndryshme të avancuara.

Deri më tani, këto lloj PTC janë vërejtur vetëm duke përdorur valë radio, të cilat kanë frekuenca shumë më të ulëta se valët e dritës – sa më shpejt të kalojnë valët, aq më e lartë është frekuenca. Mbajtja e PTC-ve të qëndrueshme varet nga rritja dhe rënia e indeksit të thyerjes në hapësirën e një cikli të vetëm valësh elektromagnetike.

Kjo është shumë më sfiduese në fushën super të shpejtë të valëve të dritës, e cila është pjesë e asaj që i bën këto eksperimente kaq interesante. Studiuesit nuk ishin plotësisht në gjendje të vëzhgonin PTC në spektrin e dritës së dukshme, por ata u afruan.

Siç thotë Segev, nuk është e qartë pse po ndodh kjo ose si mund të përdoret përfundimisht, por ne po flasim për hapjen e terrenit të ri në fizikë – një “kapitull i ri në shkencën e dritës”, sipas Vladimir Shalaev, një elektrik. inxhinier në Universitetin Purdue në SHBA.

“Gjetjet tona… hapin rrugën për vëzhgimin e kristaleve të kohës fotonike në frekuencat optike, dhe shumë fenomene të tjera që përfshijnë kufijtë kohorë,” shkruajnë studiuesit në punimin e tyre të botuar.