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
Neverili vlastným očiam: Vedci v hlbokom vesmíre objavili známe „zviera”
Vedci šokovali svet. Dramaticky zlepšili životnosť batérií elektromobilov pomocou dreva
Nikto netušil, čo sa deje: Záhadný objekt k nám vysiela rádiové signály už od roku 1988
Zem je vo vnútri obrovskej prázdnoty. „Zvuk Veľkého tresku“ naznačuje možné riešenie veľkej záhady
Vedci našli riešenie proti večným chemikáliám. Nečakaná zbraň ich zožerie priamo v tvojom tele
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Známy reťazec stiahol z pultov obľúbené ovocie: Hrozí kontaminácia vírusom žltačky
Ako ísť do dôchodku v 35 rokoch: Investičný byt ti môže zabezpečiť pasívny príjem
Dekan Lekárskej fakulty SZU skončil. Jeho meno sa spája s kauzou kolonoskopií
PRIESKUM: Tretina Sloveniek riskuje svoje zdravie tichým trápením, odmieta lekára a volí rady z internetu
30 minút jednoduchej aktivity prekvapuje aj skúsených diabetológov. S cukrom v krvi robí zázraky
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Televízory Slovákov úmyselne zhoršujú kvalitu obrazu. Je to špinavý marketing, takto ho opravíš
- Brusel chce zarezať telekomunikačných operátorov. Proti novému zákonu sú všetky štáty EÚ
- V spoľahlivosti nemajú konkurenciu. Týchto 5+1 automobiliek má najlepšie motory (PREHĽAD)
- Najlepší akčný film roka po prechode na online trhá rekordy. Aj s dabingom sa dá pozrieť úplne zadarmo
- Tom Cruise skúša ďalšiu šialenosť. Chystá film, ktorý sa Hollywood bojí natočiť
-
- V spoľahlivosti nemajú konkurenciu. Týchto 5+1 automobiliek má najlepšie motory (PREHĽAD)
- Totálna nehoráznosť: Čínska vojnová loď použila laser proti lietadlu EÚ, Nemci reagujú tvrdo
- Televízory Slovákov úmyselne zhoršujú kvalitu obrazu. Je to špinavý marketing, takto ho opravíš
- Lietadlá súdneho dňa majú len dve krajiny. Rusko ich rozkráda, v USA chátrajú
- Najlepší akčný film roka po prechode na online trhá rekordy. Aj s dabingom sa dá pozrieť úplne zadarmo
-
- Rusi ani netušili, čo im zlikvidovalo najdrahší systém. Ukrajina použila zbraň, akú svet ešte nevidel
- V Európe sa vylodili tisícky čínskych elektromobilov. Doviezla ich obrovská loď so šokujúcim pohonom a výkonom
- V spoľahlivosti nemajú konkurenciu. Týchto 5+1 automobiliek má najlepšie motory (PREHĽAD)
- Slovensko čaká najväčšia dopravná novela za roky. Nový zákon udrie na cestných pirátov aj e-kolobežky (PREHĽAD)
- Západ nič také nemá. „Spojenec“ Ruska nasadí laser na stíhačky budúcnosti, rakety po ňom „slepnú“
Takto sa zneužíva home office. Odborári odhalili praktiky, ktoré sa ťa môžu týkať
Očkovanie neodmietali nevzdelaní. Nová štúdia odhalila iný faktor
Tržby TSMC prekonali očakávania. Čipy pre AI lámu rekordy
Slovensko má najdrahšie palivá v regióne. Analytici majú vysvetlenie
Ruskí vojaci sa vzdali robotom. Na Ukrajine padol historický moment
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP