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
Prešli za hranice reality. Vedci objavili v kvantovom tuneli nový jav, ktorý prepíše učebnice
Astronomická lahôdka: Obloha sa čoskoro zmení na živú mapu vesmíru, takto ju uvidíš zo Slovenska
Zaplatil milióny za úlomok planéty. V USA vydražili kus Marsu, jeho cena prekonala očakávania
S týmto eko palivom musíme v budúcnosti počítať. Vedci ho vyrobili zo špinavej vody a odpadu
Američania stavajú vesmírny maglev. Neuveríš, na čo má slúžiť a ako im ušetrí palivo
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Vznikla nová trieda „nenápadných milionárov“. Denne ich pribudne 1 000 a môžu za to dva faktory
Prokurátor Generálnej prokuratúry čelí obžalobe. Funkciu pozastavili, potvrdil Žilinka
Prelomový výskum odhaľuje, ako aktivita mozgu počas spánku prezrádza skryté neurologické problémy
Kľúčový svedok v korupčných prípadoch čelí novému obvineniu. V kauze figurujú Gašpar a Bödör
V hotelovej vírivke v Demänovskej Doline hygienici potvrdili prítomnosť baktérie Legionella
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Prehliadaná krajina prechádza desivou premenou za miliardy. Čína ju zbrojí na úroveň superveľmocí
- Českí filmári zobrali „dezolátov“ na Ukrajinu a ukázali im vojnu. Takto vyzerali ich reakcie (VIDEO)
- Netflix opäť trafil do čierneho. Drsnú krimi sériu považujú kritici za jeden z najlepších seriálov roka
- Vedci našli niečo, čo popiera fyziku. Výbuch jadrovej bomby vytvoril materiál, ktorý nemal existovať
- Prešli za hranice reality. Vedci objavili v kvantovom tuneli nový jav, ktorý prepíše učebnice
-
- Vedci našli niečo, čo popiera fyziku. Výbuch jadrovej bomby vytvoril materiál, ktorý nemal existovať
- Českí filmári zobrali „dezolátov“ na Ukrajinu a ukázali im vojnu. Takto vyzerali ich reakcie (VIDEO)
- Prehliadaná krajina prechádza desivou premenou za miliardy. Čína ju zbrojí na úroveň superveľmocí
- Netflix opäť trafil do čierneho. Drsnú krimi sériu považujú kritici za jeden z najlepších seriálov roka
- Nočná mora Rusov funguje. Ukrajina dostala od USA špeciálne zariadenia, ktoré môžu rozhodnúť vojnu
-
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Taiwan ukázal svetu, čo sa stane, ak zaútočí Čína. V kľúčovom teste všetkých zarazili
- Našiel som dokonalé rodinné auto. Na novej Dacii som prešiel 1 400 km do Chorvátska, otvorila mi oči
- POZOR: Nová dopravná značka mätie vodičov. Toto musíš spraviť, keď ju uvidíš
- Týmto raketám neunikne nikto. Kórea do nich vložila niečo, čo zlikviduje akýkoľvek cieľ
Svetový úspech vedcov SAV: Slováci vyvinuli zbraň proti vírusu, ktorý môže spúšťať rakovinu
Aplikácia Slovenskej pošty sa mení na digitálnu pobočku: Pribudnú kľúčové novinky
Slováci nakupujú inak, predajcov pribúda. E-shopy u nás prechádzajú premenou
Slovákov masívne ohrozuje nový typ kybernetického útoku. Je horší než phishing
USA zavedú jednotné clá. Zasiahne to vyše 150 krajín naraz
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP