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.
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Miliardári si z vedcov robia „dobré ráno“. Tento bizarný trend škodí celému ľudstvu
Na Marse našli bizarný objekt. Podľa vedcov môže dokázať existenciu mimozemšťanov
SpaceX dokázal nemožné: „Vybuchnutá“ raketa po dvoch týždňoch zase poletí
Video: Nič podobné si nevidel. Takto vyzerá spájanie supermasívnych čiernych dier
Prelom: Našli liek, vďaka ktorému budeme žiť „navždy“
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Bezkontaktné platby končia pre tisíce Slovákov. Ak používaš túto službu, môžeš sa rozlúčiť (+ako to obísť)
- Závidí ju aj SpaceX. Prelomová raketa Európy oslavuje obrovský úspech, zaplatila ale najvyššiu cenu
- Najnovšia Tesla prevráti svet naruby. Musk vymyslel niečo, čo zmení dopravu na nepoznanie
- V sekunde zničí úplne všetko. Prvý test najhrozivejšej zbrane súčasnosti je obrovský úspech
- Fantastická ponuka pre Slovákov. Za 2 € môžeš získať stovky filmov a seriálov
-
- Bezkontaktné platby končia pre tisíce Slovákov. Ak používaš túto službu, môžeš sa rozlúčiť (+ako to obísť)
- Závidí ju aj SpaceX. Prelomová raketa Európy oslavuje obrovský úspech, zaplatila ale najvyššiu cenu
- Najnovšia Tesla prevráti svet naruby. Musk vymyslel niečo, čo zmení dopravu na nepoznanie
- V sekunde zničí úplne všetko. Prvý test najhrozivejšej zbrane súčasnosti je obrovský úspech
- Fantastická ponuka pre Slovákov. Za 2 € môžeš získať stovky filmov a seriálov
-
- EÚ pobúrila Slovákov: Za tankovanie a kúrenie si priplatíme stovky eur. Toto je dôvod
- Bezkontaktné platby končia pre tisíce Slovákov. Ak používaš túto službu, môžeš sa rozlúčiť (+ako to obísť)
- Vedci ostali zhrození, čakali ho oveľa neskôr. Slnko nečakane spustilo ničivý proces
- F-16 sú proti ním hračky. Európa dostane stíhačky s lasermi, ktoré nič nezastaví
- Vedci ostali v nemom úžase. Merkúr v sebe ukrýva poklad za bilióny eur
Veľký operátor prekvapil Slovákov: Rozdáva najlepšie filmy a seriály úplne zadarmo (+návod)
Mercedes-Benz zaznamenal nižší zisk kvôli nízkemu dopytu v Číne
Ľudstvo postihla ďalšia epidémia. Tajomník OSN varoval svet pred „šialeným“ aktom
Ďalší bizarný krok Ruska. V krajine úmyselne spomalia YouTube, takýto je dôvod
Fantastická správa pre vodičov. Ceny pohonných hmôt dosiahli minimum, jeden fakt nepoteší
Copyright© 2024 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené