A tükrökről visszapattanó fotonok rendszerének csökkenése fontos adatokat tár fel

Madrid | 18 · 04 · 20 | 08:48

jelentősége

Oszd meg a cikket

Olivaolaj. Shutterstock

Egy egyszerű csepp olívaolaj egy rendszerben fotonok Két tükör közötti ugrálás feltárta a fizika fázisátmeneteinek univerzális vonatkozásait.

A kutatók AMOLF Fundamentális Fizikai Intézet, Hollandiában olajjal töltött optikai üreget használtak, amelyben a fény a forrásban lévő vízhez hasonló fázisátmeneteken megy keresztül. Az általuk vizsgált rendszernek van memóriája, mert az olaj hatására a fotonok kölcsönhatásba lépnek önmagukkal. A két tükör közötti távolság változtatásával és az üregen keresztüli fényáteresztés mérésével felfedeztek egy univerzális törvényt, amely leírja a memória rendszerek fázisátmeneteit. Ezeket az eredményeket a Physical Review Letters cikkben tették közzé.

Az AMOLF Interaktív Foton Kutatócsoportja a fotonikus rendszerek nemlinearitását és zaját vizsgálja. Ezen rendszerek egyike a üreg, amelyet két tükör alkot közelről egymással szemben. Az üreg belsejében a fény előre-hátra pattan, amikor visszaverődik a tükrökről. Ha valamit behelyezünk az optikai üregbe, megváltoznak a rendszer tulajdonságai. "Memória rendszert hoztunk létre úgy, hogy egy csepp olívaolajat helyeztünk az üregbe" - mondja Said Rodriguez csoportvezető nyilatkozatában. "Az olaj közvetíti a hatékony foton-foton kölcsönhatásokat, amelyeket a lézerfény ezen az üregen keresztül történő áteresztésével mérhetünk meg".

Rodríguez és a doktoranduszok Zou Geng és Kevin Peters elemezték az átvitelt, miközben különböző sebességgel növelték és csökkentették a két tükör közötti távolságot. Megállapították, hogy az üregen keresztül továbbított fény mennyisége a tükrök mozgásának irányától függ. "A fény áteresztése az üregen keresztül nem lineáris. A tükrök között egy bizonyos távolságban az áteresztett fény mennyisége attól függ, hogy nyitjuk-e vagy bezárjuk-e az üreget" - magyarázza Rodríguez. "Ezt a viselkedést hiszterézisnek hívják. Bizonyos fázisátmeneteknél is megfigyelhető, például forrásban lévő vízben vagy mágneses anyagokban.".

Az olívaolaj üregében azonban a hiszterézis nem mindig fordul elő - figyelték meg a kutatók, amikor megnövelték az üreg nyílásának és záródásának sebességét. "Gyorsabb beolvasások során azt tapasztaltuk, hogy a hiszterézis a letapogatási sebesség függvényében elhalványult. Ez univerzális sebességgel történik, függetlenül az olyan paraméterektől, mint a fény intenzitása vagy a nem-linearitás intenzitása. Az olajjal töltött üregünkben a fény viselkedése hasonló az atomgyűjtemények, a szupravezetők és még a nagy energiájú fizika által leírtakhoz, ezért valószínű, hogy uni viselkedéshogy felfedeztük, olyanokban is megfigyelhető"- magyarázza Rodríguez.

Bár érdekes lenne megvizsgálni az univerzális léptékű viselkedést más memóriarendszerekben, Rodriguez továbbra is az olajjal töltött üregekre összpontosít. "Rendszerünk erős optikai nem-linearitással rendelkezik szobahőmérsékleten, ami lehetőséget kínál a potenciális alkalmazásokra "- mondja." Jelenleg azt vizsgáljuk, mi történik, ha két vagy több üreget rakunk össze. Mivel minden rendszer rendelkezik memóriával, az üregek sora hasznos lehet számítási eszközként, vagy akár érzékelő alkalmazásokban is. ".