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
Zrodila sa technológia, ktorá berie dych. Lietadlo obalené bublinou môže znamenať revolúciu v histórii letectva
Najstaršie múmie sveta šokovali vedcov. Objav je o celé tisícročia starší než Egypt aj Čile
Jadro Zeme ukrýva palivo na tisícky rokov. Ak ľudstvo prekoná výzvu, čaká ho neobmedzený pokrok
NASA netuší, čo sa to deje. Slnko spustilo oveľa ničivejší proces, než by mal byť
Vedci vytvorili nový „disk“, aký svet nevidel. Má extrémne úložisko ako 36-tisíc počítačov
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Pokuty až 5 000 eur: Slováci často netušia, že bežným kúrením porušujú zákon
Infarkt si vyberá obete medzi mladými. Vedci odhalili prekvapivé spúšťače, ktoré lekári často prehliadajú
Koniec plošných dotácií: Štát začne pomáhať podľa príjmu a veľkosti domácnosti
Stála na prahu smrti, dnes má telo dvadsiatničky: 53-ročná lekárka odhalila rutinu, ktorá ju omladila o tri desaťročia
Vytvorila biznis, ktorý jej generuje 930-tisíc eur ročne: „Nemala som víkendy ani spoločenský život, no stálo to za to“
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Hovoria o najlepšom filme posledných rokov. Oscarové prekvapenie je konečne online
- Česi pochopili krízu v Európe. Začali s modernizáciou, ktorá im zaručí energetickú nezávislosť
- Ponúka silný motor za dostupné ceny. Volkswagen spustil na Slovensku predpredaj nového SUV
- Stroj zo studenej vojny prerobili na toto. Svetová veľmoc uchvátila svet, môže mať zákerné úmysly
- Má dosiahnuť rýchlosť 4 000 km/h. Čína postavila levitujúci vlak, ktorý pochová lietadlá (+video)
-
- Na Slovensku odštartovala nová TV stanica. Dá sa pozerať úplne zadarmo a je v HD kvalite
- Má dosiahnuť rýchlosť 4 000 km/h. Čína postavila levitujúci vlak, ktorý pochová lietadlá (+video)
- Nič podobné nenašli vyše 150 rokov. Záhadný kameň v Egypte odhalil „posolstvo“ staré 2263 rokov
- Európska únia nezruší zákaz spaľovákov. Chystá však niečo, čo výrazne zniží ceny elektromobilov
- Hovoria o najlepšom filme posledných rokov. Oscarové prekvapenie je konečne online
-
- Na objavenie čakal 140 miliónov rokov. 15 km pod Európou našli vedci stratený svet
- Na Slovensku odštartovala nová TV stanica. Dá sa pozerať úplne zadarmo a je v HD kvalite
- Pošlú ich rovno do šrotu. Kontroverzná regulácia Európskej komisie o autách je na spadnutie
- Nič podobné nenašli vyše 150 rokov. Záhadný kameň v Egypte odhalil „posolstvo“ staré 2263 rokov
- Má dosiahnuť rýchlosť 4 000 km/h. Čína postavila levitujúci vlak, ktorý pochová lietadlá (+video)
Kybernetická éra sa ukázala v Košiciach. SlovakiaTech 2025 láme všetky očakávania
Realita o elektroautách prekvapila celé Slovensko. Len malá časť ľudí má reálnu skúsenosť za volantom
Nečakaná krajina zbrojí na úroveň veľmocí. Od Izraelu kúpila zbrane za vyše 2 miliardy eur
Nenápadný faktor nás oberá o miliardy eur: Európska únia je pod tlakom extrémnych javov, ničia ekonomiku štátov
Slováci v tom majú jasno: Táto vec najviac znečisťuje ovzdušie v našej krajine
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP