Vedci vytvorili prvý časový kryštál svojho druhu. Zosilňuje svetlo a správa sa nečakaným spôsobom
Časové kryštály do dnešných dní patri medzi najzaujímavejšie metamateriály, aké poznáme. Vedcom v novej štúdii publikovanej v žurnále ScienceAdvances sa dokonca podarilo vytvoriť úplne nový druh časového kryštálu. Ten môže pomôcť prehĺbiť naše chápanie tohto podivného stavu hmoty. Na tému upozornil portál ScienceAlert.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneNie je to výmysel zo sci-fi filmu
Časové kryštály sú unikátne štruktúry, ktoré svojim spôsobom môžu pripomínať „klasické“ kryštály.
Ich existenciu predpovedal teoretický fyzik a laureát Nobelovej ceny, Frank Wilczek, ešte v roku 2012 a potvrdené boli v roku 2017, kedy sa vedcom z University of Maryland a Harvardu podarilo pri ultra-nízkych teplotách vytvoriť iba nanometer veľký časový kryštál.

Časové kryštály disponujú jednou veľmi špecifickou vlastnosťou. Kým „klasický“ kryštál je fyzikálne a chemicky rovnorodé teleso s pravidelnou trojrozmernou štruktúrou, časové kryštály sa periodicky opakujú nielen v priestore, ale i v čase.
Fotonické časové kryštály
Novým druhom sú tzv. fotonické časové kryštály. Ako píše portál Gizmodo, napriek svojmu názvu fotonické časové kryštály majú s časovými kryštálmi len veľmi málo spoločné.
Spoločným znakom je to, že oba typy kryštálov majú štrukturálne vzory opakujúce sa v čase, ale zatiaľ čo časové kryštály patria medzi kvantové materiály (ich atómy sú v kvantových stavoch), fotonické časové kryštály sú umelo vytvorené materiály, ktorých atómy nie sú suspendované v kvantových stavoch.
Množstvo vedcov z celého sveta sa fotonické časové kryštály pokúša vytvoriť už niekoľko rokov. Pri pokuse o vytvorenie trojrozmerného fotonického časového kryštálu však narážali na veľké množstvo problémov, pretože na vytvorenie týchto objektov existujú prísne požiadavky, upozorňuje portál IFLScience.

V rámci novej štúdie medzinárodný tím vedcov pod vedením Xuchen Wanga z Technologického inštitútu v Karlsruhe prišiel so spôsobom, ako všetky tieto problémy obísť.
„Zistili sme, že zníženie rozmerov z 3D na 2D štruktúru výrazne zjednoduší implementáciu, čo umožnilo realizovať fotonické časové kryštály,“ uviedol Wang.
Bolo potrebné „zoštíhliť“ materiál
Vedci v podstate kryštál vytvorili z ultratenkých umelých plátkov známych ako metapovrch, čím 3D materiál premenili na 2D štruktúru.
Ukázalo sa, že zoštíhlenie tohto materiálu na zhruba 2 milimetre umožňuje kryštálu zosilniť svetlo na mikrovlnných frekvenciách.

Vo vede o materiáloch sa termín 2D materiál, alebo jednovrstvový materiál, vzťahuje na kryštalické pevné látky pozostávajúce z jednej vrstvy atómov.
„Vo fotonickom časovom kryštáli sú fotóny usporiadané do vzoru, ktorý sa v opakuje v čase,“ uvádza Wang. „To znamená, že fotóny v kryštáli sú synchronizované a koherentné, čo môže viesť ku konštruktívnej interfrencii a zosilneniu svetla (elektromagnetického vlnenia).“
Hoci 2D materiály sú jednoduchšie ako 3D štruktúry, ukázalo sa, že zdieľajú niektoré dôležité vlastnosti s fotonickými časovými kryštálmi a tak môžu napodobňovať ich správanie, vrátane toho, ako interagujú so svetlom.
„Je to prvýkrát, čo sa ukázalo, že fotonické časové kryštály zosilňujú svetlo týmto konkrétnym spôsobom a v tak významnej miere,“ uvádzajú.
Podobne, ako tomu bolo pri nedávnom experimente so štrbinami vytvorenými v čase, o ktorých sme informovali v samostatnom článku, aj pri tomto experimente, interakcia fotonických časových kryštálov zmenila frekvenciu použitého svetelného zdroja.

Aj keď využitie špeciálnych štruktúr v reálnom svete je zatiaľ na míle vzdialené, výskumy ako tento znamenajú prísľub ich aplikácie v budúcnosti – napríklad na veľké zosilnenie bezdrôtových signálov.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Vedci vytiahli z jadrového odpadu jeden z najvzácnejších prvkov sveta. Dosiahli čistotu až 99,93 %

KĽDR odpálila novú zbraň: Kim hovorí o krutom údere, má ísť o veľmi nebezpečnú strelu

Záhadné svetlá nad Iránom oživili 50-ročnú UFO legendu. Ich pôvod zatiaľ nikto nevysvetlil (VIDEO)

Vedci konečne vyriešili záhadu 364-dňového kalendára. Staroveká sekta sa kuriózne pomýlila

USA chcú poslať do vesmíru vojenskú technológiu. Na štart jej má stačiť iba 12 hodín
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Chlieb za 52 eur: Ľuďom cena nevadí, vo veľkom ho kupujú. Pekáreň z Bratislavy reaguje na trend

Pokuta 300 eur za osobné auto. Od októbra štát mení kontrolu vozidiel

Najčastejšia rada z posilňovní je spochybnená: Experiment ukázal, čo urobí 5 gramov kreatínu denne

Reťazec sťahuje zo slovenského trhu nevhodný výrobok. Peniaze ti vrátia

Slováci robia pri vitamíne D častú chybu. Lekárka búra zaužívané pravidlo o jeho dopĺňaní
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Nie fotovoltika. Týchto 8 zariadení môže mať lepšiu návratnosť než panely na streche
- Za TV box možno platíš zbytočne. Služby dvoch veľkých operátorov spustíš priamo v televízore
- Najúspešnejší film Marvelu sa vrátil na Slovensko. Jedna vec vyložene zarazí
- Konkurent Netflixu v októbri chystá veľké veci. Príde Stallone aj pokračovanie svetového hitu
- EÚ chce vytvoriť „vojenský Schengen“. Slovensko má v krajine hanebnú prekážku, ktorá zbrzdí tanky spojencov
-
- Nie fotovoltika. Týchto 8 zariadení môže mať lepšiu návratnosť než panely na streche
- Konkurent Netflixu v októbri chystá veľké veci. Príde Stallone aj pokračovanie svetového hitu
- Najúspešnejší film Marvelu sa vrátil na Slovensko. Jedna vec vyložene zarazí
- Za TV box možno platíš zbytočne. Služby dvoch veľkých operátorov spustíš priamo v televízore
- EÚ chce vytvoriť „vojenský Schengen“. Slovensko má v krajine hanebnú prekážku, ktorá zbrzdí tanky spojencov
-
- V sobotu na Slovensku štartuje najdrahší seriál sveta. Diváci ho už raz odmietli
- Nie fotovoltika. Týchto 8 zariadení môže mať lepšiu návratnosť než panely na streche
- 13 rokov sme čakali na túto správu. Filmová legenda dostane pokračovanie, vráti sa aj Brad Pitt
- Netflix a Tarantino spojili sily. Takto vyzerá novinka za 200 miliónov (VIDEO)
- Čínsky nástupca Concordu čaká prvý nadzvukový test. Čas 1100 km letu chce skrátiť až 4-násobne
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Chlieb za 52 eur: Ľuďom cena nevadí, vo veľkom ho kupujú. Pekáreň z Bratislavy reaguje na trend

Pokuta 300 eur za osobné auto. Od októbra štát mení kontrolu vozidiel

Najčastejšia rada z posilňovní je spochybnená: Experiment ukázal, čo urobí 5 gramov kreatínu denne

Reťazec sťahuje zo slovenského trhu nevhodný výrobok. Peniaze ti vrátia

