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.
Nie 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
Severná Kórea sa chváli novou „superzbraňou“. Podľa Západu by v boji nevydržala ani deň
Zničí aj bohaté krajiny. Klimatické zmeny rozložia svetovú ekonomiku, varujú vedci
Supervulkán, pandémia či vojna s robotmi. Vedci prišli s mrazivou predpoveďou
Európa postaví 91 km dlhý urýchľovač častíc za 15 miliárd eur. Farmári varujú pred katastrofou
PRELOM: Vedci zrýchlili kvantové merania o rekordných 90 % bez straty presnosti
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Za 4 300 eur máš 2-izbový byt: Štát rozpredáva nepotrebný majetok za „rozprávkovú“ cenu
Slovenskí podnikatelia prídu o dôležitú finančnú výhodu: Komisia schválila obmedzenie odpočtu DPH
Omladla o 5 rokov: Lekárka vsadila na „molekuly budúcnosti“ a odhalila najlacnejší hack na dlhovekosť
MIMORIADNE Šokujúci incident v Nitre: Školák hrozil spolužiakom zbraňou, je v rukách polície
Pod Karpatmi vytvoril kúsok Talianska: Cesto na pizzu kysne 48 hodín. V Bratislave sme boli otrokmi obrovského nájomného
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Rusi skúšajú zákernú taktiku so Šahídmi. Na Ukrajincov vypustili dron s drevenou hlavicou
- Severná Kórea sa chváli novou „superzbraňou“. Podľa Západu by v boji nevydržala ani deň
- Žiadna pokuta, rovno ti zoberú vodičák. Tieto činnosti za volantom nikdy nerob (PREHĽAD)
- Štát všetkých zaskočil: Tisíce Slovákov nepotrebujú PZP (PREHĽAD)
- Najväčšia televízna udalosť roka prichádza. The Last of Us prinesie krvavú vojnu aj veľké zmeny
-
- Európa sa vráti 20 000 rokov späť v čase, katastrofu už nemožno zastaviť
- Štát všetkých zaskočil: Tisíce Slovákov nepotrebujú PZP (PREHĽAD)
- Sotva prežijú 100-tisíc km. Toto je rebríček najporuchovejších áut, ktoré obľubujú aj Slováci
- Žiadna pokuta, rovno ti zoberú vodičák. Tieto činnosti za volantom nikdy nerob (PREHĽAD)
- Európania úplne prestali kupovať Teslu. Muska nespasilo ani jeho eso z rukáva
-
- Štát všetkých zaskočil: Tisíce Slovákov nepotrebujú PZP (PREHĽAD)
- Európa sa vráti 20 000 rokov späť v čase, katastrofu už nemožno zastaviť
- Žiadna pokuta, rovno ti zoberú vodičák. Tieto činnosti za volantom nikdy nerob (PREHĽAD)
- Sotva prežijú 100-tisíc km. Toto je rebríček najporuchovejších áut, ktoré obľubujú aj Slováci
- Pokorili hranice vedy. Nový motor nepotrebuje žiadne palivo, využíva nepochopenú vlastnosť fyziky
Slovensko zvládlo drahé energie lepšie ako Česko. Problémom ostáva postoj Bruselu
Sociálnu sieť TikTok chce odkúpiť nečakaný technologický gigant
Clá na dovoz z Európy môžu mať pre nás dôsledky. Slovensku hrozia obrovské straty
Prekvapivé zistenie vedcov. Nie všetky bunky reagujú na stres rovnako
Trumpove clá vyvolali neistotu na svetových trhoch. Táto komodita trhá rekordy
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Za 4 300 eur máš 2-izbový byt: Štát rozpredáva nepotrebný majetok za „rozprávkovú“ cenu
Slovenskí podnikatelia prídu o dôležitú finančnú výhodu: Komisia schválila obmedzenie odpočtu DPH
Omladla o 5 rokov: Lekárka vsadila na „molekuly budúcnosti“ a odhalila najlacnejší hack na dlhovekosť
MIMORIADNE Šokujúci incident v Nitre: Školák hrozil spolužiakom zbraňou, je v rukách polície
Pod Karpatmi vytvoril kúsok Talianska: Cesto na pizzu kysne 48 hodín. V Bratislave sme boli otrokmi obrovského nájomného
Copyright© 2025 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené