Н ово изследване на дифракцията изпраща лазери през "процепи във времето" в новаторски подход към класическия експеримент с двойния процеп, съобщава Livescience.

Този експеримент е разновидност на 220-годишна демонстрация, при която светлината преминава през два процепа в екран, за да създаде уникална дифракционна картина в пространството, при която върховете и спадовете на светлинната вълна се събират или отменят. В новия експеримент изследователите създават подобен модел във времето, като по същество променят цвета на ултракъс лазерен импулс.

Откритията проправят пътя за напредък в аналоговите компютри, които манипулират данни, отпечатани върху светлинни лъчи, вместо върху цифрови битове - това може дори да накара тези компютри да се "учат" от данните. Те също така задълбочават разбирането ни за фундаменталната природа на светлината и взаимодействието ѝ с материалите. 

За новото изследване, описано на 3 април в списание Nature Physics (отваря се в нов раздел), изследователите използват индиево-калаен оксид (ITO) - материалът, който се намира в повечето екрани на телефони. Учените вече знаеха, че ITO може да се променя от прозрачен в отразяващ в отговор на светлината, но изследователите установиха, че това се случва много по-бързо, отколкото се смяташе досега - за по-малко от 10 фемтосекунди (10 милионни части от милиардната част от секундата). 

"Това беше много голяма изненада и в началото беше нещо, което не можехме да си обясним", казва пред Live Science водещият автор на изследването Рикардо Сапиенца(opens in new tab), физик от Имперския колеж в Лондон. В крайна сметка изследователите разбрали защо реакцията се е случила толкова бързо, като разгледали внимателно теорията за това как електроните в ITO реагират на падащата светлина.  "Но ни отне много време, за да го разберем."

Замяна на времето с пространство

През 1801 г. английският учен Томас Йънг за първи път демонстрира вълновата природа на светлината с помощта на станалия вече класически експеримент с "двоен процеп". Когато светлината блести върху екран с два процепа, вълните променят посоката си, така че вълните, излизащи от единия процеп, се припокриват с вълните, идващи през другия. Върховете и спадовете на тези вълни или се сумират, или се анулират, създавайки светли и тъмни ресни, наречени интерференчна картина. 

В новото изследване Сапиенца и колегите му пресъздават такава интерференчна картина във времето, като облъчват с лазерен импулс "помпа" екран, покрит с ITO. Въпреки че първоначално ITO е бил прозрачен, светлината от лазера е променила свойствата на електроните в материала, така че ITO е отразявал светлината като огледало. Следващият лазерен лъч на "сондата", попадащ върху екрана на ITO, ще види тази временна промяна в оптичните свойства като процеп във времето с дължина само неколкостотин фемтосекунди. Използването на втори помпен лазерен импулс накара материала да се държи така, сякаш има два процепа във времето - аналог на преминаването на светлината през пространствени двойни процепи.  

Докато при преминаването през обикновените пространствени процепи светлината променя посоката си и се разсейва, при преминаването през тези двойни "процепи във времето" тя променя честотата си, която е обратно пропорционална на дължината на вълната. Именно дължината на вълната на видимата светлина определя нейния цвят. 

В новия експеримент интерференчният модел се проявява като ресни или допълнителни върхове в честотните спектри, които представляват графики на измерената интензивност на светлината при различни честоти. Точно както промяната на разстоянието между пространствените процепи променя получената картина, изоставането между времевите процепи диктува разстоянието между интерференчните ресни в честотните спектри. А броят на ресните в тези модели, които са видими, преди амплитудата им да намалее до нивото на фоновия шум, разкрива колко бързо се променят свойствата на ITO; материалите с по-бавни реакции дават по-малко откриваеми интерференчни ресни.

Това не е първият случай, в който учените измислят как да манипулират светлината във времето, а не в пространството. Например учени от Google твърдят, че техният квантов компютър "Sycamore" е създал времеви кристал - нова фаза на материята, която се променя периодично във времето, за разлика от атомите, които са подредени в периодичен модел в пространството. 

Андреа Алу (отваря се в нов раздел), физик от Градския университет в Ню Йорк, който не е участвал в тези експерименти, но е правил отделни експерименти, които са създавали отражения на светлина във времето, ги описва като още една "чиста демонстрация" на това как времето и пространството могат да бъдат взаимнозаменяеми. 

"Най-забележителният аспект на експеримента е, че той демонстрира как можем да променим пропускливостта [която определя доколко един материал пропуска или отразява светлината] на този материал (ITO) много бързо и със значителна стойност", каза Алу по електронната поща за Live Science. "Това потвърждава, че този материал може да бъде идеален кандидат за демонстрация на времеви отражения и времеви кристали."

Изследователите се надяват да използват тези явления, за да създадат метаматериали или структури, предназначени да променят пътя на светлината по специфични и често сложни начини. 

Досега тези метаматериали са били статични, което означава, че промяната на начина, по който той влияе на пътя на светлината, изисква използването на изцяло нова структура - например нов аналогов компютър за всеки различен вид изчисления, казва Сапиенца. 

"Сега разполагаме с материал, който можем да преконфигурираме, което означава, че можем да го използваме за повече от една цел", каза Сапиенца. Той допълни, че подобна технология може да даде възможност за работа на компютри, които имитират мозъка.

Обратно в сайта X

ДОСТЪП ЗА ЛОГНАТИ ПОТРЕБИТЕЛИ За да пишете, оценявате или докладвате коментари, моля логнете се в профила си.

  1. Запомни ме
забравена парола Полетата маркирани с * са задължителни
Полето Потребителско име не трябва да е празно.
Полето E-mail не трябва да е празно.
Полето Парола не трябва да е празно.
Полето Повторете паролата не трябва да е празно.
  1. Декларирам, че съм се запознал с Общите условия за ползване на услугите на Нетинфо.
Полетата маркирани с * са задължителни
Простият тест, който прогнозира риска от смърт

Простият тест, който прогнозира риска от смърт

Любопитно Преди 15 минути

Колко бързо сърдечната ви честота се връща към нормалното си състояние след тренировка, може да разкрие изненадващо много за общото ви здравословно състояние

Снимката е илюстративна

Украинците създадоха детектор, който показва какво виждат руските дронове

Свят Преди 17 минути

Системата D·Vision SDR открива радиопредаванията на безпилотни апарати и преобразува прихванатите сигнали във видеоизображение

Защо поколението Z масово се отказва от алкохола

Защо поколението Z масово се отказва от алкохола

Любопитно Преди 9 часа

Поколението Z променя установените навици и доказва, че не се нуждае от коктейл, за да се забавлява. Младите хора все по-често избират здравословния начин на живот, спестяването на пари и сутрините без махмурлук пред чашата с алкохол

Кой е Гади Айзенкот - бившият генерал, който се изправя срещу Нетаняху на изборите в Израел

Кой е Гади Айзенкот - бившият генерал, който се изправя срещу Нетаняху на изборите в Израел

Свят Преди 10 часа

Бившият началник на Щаба на израелската армия Гади Айзенкот се превърна в най-сериозната заплаха за Бенямин Нетаняху на предстоящите избори. Син на марокански имигранти, той предлага нов курс, но пред него стоят тежки политически изпитания

С 99% подкрепа: Жордан Бардела бе преизбран за председател на "Национален сбор"

С 99% подкрепа: Жордан Бардела бе преизбран за председател на "Национален сбор"

Свят Преди 10 часа

31-годишният политик бе единствен кандидат за поста на партийния конгрес в Орлеан. Масови протести и извънреден полицейски час съпътстваха форума на френската крайнодясна партия, която се готви за предстоящата президентска надпревара

Круизен кораб за Бахамите акостира неочаквано в Канада

Круизен кораб за Бахамите акостира неочаквано в Канада

Свят Преди 10 часа

Бурно време принуди гигантския кораб Oasis of the Seas да промени маршрута си часове преди отплаването. Вместо тропическо слънце, над 5000 пътници получиха студена дестинация, а някои дори се оказаха блокирани в собствената си родина

Шестима загинали след сблъсък между влак и микробус в руския Далечен изток

Шестима загинали след сблъсък между влак и микробус в руския Далечен изток

Свят Преди 11 часа

Трагичният инцидент е станал в Еврейската автономна област, след като микробус е преминал на червен сигнал на железопътен прелез

Сложи край на слуховете: Ким Чен Ун се появи в Китай след мълвата за смъртта му

Сложи край на слуховете: Ким Чен Ун се появи в Китай след мълвата за смъртта му

Свят Преди 11 часа

Севернокорейският лидер приключи еднодневната си визита в граничния град Дандун, където се срещна с високопоставения китайски политически съветник Ван Хунин

Топ 5 причини за рак на белия дроб при непушачите – и как да намалим риска

Топ 5 причини за рак на белия дроб при непушачите – и как да намалим риска

Свят Преди 12 часа

Въпреки че ракът на белия дроб се свързва основно с тютюнопушенето, около 20% от случаите засягат хора, които никога не са палили цигара. Случаят с папа Лъв XIV насочва вниманието към петте основни фактора в средата и начина на живот, които крият риск

Победа след диагнозата: Ванеса Тръмп пребори рака на гърдата

Победа след диагнозата: Ванеса Тръмп пребори рака на гърдата

Свят Преди 12 часа

Бившата съпруга на Доналд Тръмп-младши съобщи радостната новина в трогателно видео с дъщеря си Кай. 48-годишната Ванеса Тръмп премина през операция и лечение, а последните ѝ медицински изследвания потвърждават, че коварната болест е напълно победена

Ескалация в Тирана: Полицията използва водни оръдия и сълзотворен газ срещу протестиращи

Ескалация в Тирана: Полицията използва водни оръдия и сълзотворен газ срещу протестиращи

Свят Преди 13 часа

Антиправителствените демострации в Албания ескалираха с нови сблъсъци пред Министерството на образованието и Министерския съвет, докато опозицията настоява за оставката на премиера Еди Рама

Фатален инцидент: Ловец застреля по погрешка гъбар край село Горно Дряново

Фатален инцидент: Ловец застреля по погрешка гъбар край село Горно Дряново

България Преди 14 часа

По първоначална информация от полицията в Благоевград ловецът е от местната дружинка и е объркал жертвата с диво животно

Няколко хиляди излязоха на протест в Мадрид в „защита на пенсиите“

Няколко хиляди излязоха на протест в Мадрид в „защита на пенсиите“

Свят Преди 14 часа

Около 250 000 души се включиха в шествието в испанската столица месец преди предсрочните парламентарни избори в страната

Джон Ф. Кенеди-младши и  съпругата му Каролин Бесет-Кенеди

Открили тялото на Джон Ф. Кенеди-младши на 35 метра под водата - часове преди да прекратят търсенето

Свят Преди 14 часа

Подробности от най-мащабната издирвателна операция в историята на САЩ разкриват как високотехнологичен сонар локализира тялото на Джон Ф. Кенеди-младши на 35 метра под водата, броени часове преди правителството да прекрати спасителната мисия

Малък учебен самолет падна край Плевен, пилотът е загинал

Малък учебен самолет падна край Плевен, пилотът е загинал

България Преди 15 часа

Трагичният инцидент е станал край плевенското село Бохот, като причините за катастрофата все още се изясняват от разследващите

Нови разсекретени досиета за НЛО разкриха мистериозен триъгълен обект над САЩ

Нови разсекретени досиета за НЛО разкриха мистериозен триъгълен обект над САЩ

Свят Преди 15 часа

Министерството на отбраната на САЩ публикува нова партида разсекретени документи за неидентифицирани аномални явления. Федерални агенти описват подробен инцидент с триъгълен апарат, движещ се безшумно и с огромна скорост над забранен обект