Valguslained põrkuvad nii, nagu oleksid need massiivsed objektid – füüsikamaailm

Footonid võivad kokku põrgata, nagu oleksid need massiivsed objektid tänu metamaterjalidele, mida tuntakse ajaliidestena ja mille optilised omadused muutuvad järsult. Seda avastasid USA New Yorgi linnaülikooli teadlased, kelle sõnul võib nende tööl olla rakendusi traadita side, pildistamise ja energia kogumise tehnoloogiates.

Kui kaks objekti põrkuvad üksteisega kokku, põrkuvad nad kokku ja nende kineetiline energia kas säilib, kaob või suureneb, olenevalt nende mehaanilistest omadustest. Seevastu kaks footonit (elektromagnetlained) läbivad tavaliselt teineteist, kuigi nende kohtumine võib avalduda lainenähtuste, näiteks häirete kaudu. Olukord on aga hoopis teistsugune, kui nad hajutavad segades kadudega struktuuri. Sel juhul võib energia nende vahel liikuda nii, et see kandub täielikult edasi või neeldub sõltuvalt footonite suhtelisest amplituudist ja faasist. Sellist „koherentset lainejuhtimist”, nagu on teada, saab kasutada selliste nähtuste loomiseks nagu täiuslik neeldumine – st lainete hävitav interferents, kuna nende energia hajub täielikult – ja neeldumise koguse kohandamiseks vastavalt vajadusele.

Teadlased eesotsas füüsiku ja inseneriga Andrea Alù on nüüd näidanud, et nad suudavad luua uut tüüpi footonitevahelise energiavahetuse kontrolli. Selle käigus realiseerisid nad elektromagnetlainete mehaanilise kokkupõrke fotoonilise analoogi, kasutades metamaterjale, mille elektromagnetilised omadused võivad järsult ja suuri muutusi teha. Need variatsioonid võimaldasid meeskonnal luua struktuuri, mida tuntakse aja liidesena.

"Kui kaks vastassuunas levivat lainet kogevad kattumise ajal sellist liidest, kogevad nad ülikiiret energiavahetust, justkui põrkuvad objektid," selgitab Alù. "Kahe laine suhteline faas võib kontrollida selle kokkupõrke olemust, mis võib kas säästa energiat, hajutada seda või võimendada." Selle ajalise koherentse laine juhtimise vormis häirivad ajaliideselt peegelduvad lained murdunud laineid hävitavalt. Sobivates tingimustes võimaldab see tühistada ühe või isegi mõlemad lained.

Elektromagnetiliste impulsside kujundamine

Teadlased said oma uue töö idee pärast seda, kui nad mõtlesid, kas soovimatut mehaanilist lainet, nagu tsunami või seismiline laine, on võimalik kustutada, "viskades" selle vastu teise sarnase laine. "Kuigi selline tulemus on tavapärases lainefüüsikas võimatu, teadsime, et see on põhimõtteliselt võimalik ajalise metamaterjaliga, " ütleb. Emanuele Galiffi, järeldoktor Alù laboris ja aastal läbiviidud uuringu juhtiv autor Loodusfüüsika töö kallal. "Meie eksperiment võimaldas meil demonstreerida seda kontseptsiooni elektromagnetlainete puhul."

Füüsikud mõõdavad esimest korda aja peegeldust mikrolainetes

Seda mehaaniliste kokkupõrgete fotoonilist analoogi saab kasutada ka elektromagnetiliste impulsside kujundamiseks, põrkudes neid üksteise vastu. Teadlased on näidanud sellist elektromagnetlainete kujundamist mikrolainerežiimis ja püüavad nüüd saavutada seda kõrgematel sagedustel, kasutades ajaliideste asemel selliseid seadmeid nagu kiired grafeenitransistorid.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Autod/elektrisõidukid, Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
• ChartPrime. Tõsta oma kauplemismängu ChartPrime'iga kõrgemale. Juurdepääs siia.
• BlockOffsets. Keskkonnakompensatsiooni omandi ajakohastamine. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/light-waves-made-to-collide-as-if-they-were-massive-objects/