Tuhaf Yeni Zaman Kristalleri Dünyayı Daha Kablosuz Hale Getirebilir

Tuhaf Yeni Zaman Kristalleri Dünyayı Daha Kablosuz Hale Getirebilir

Bilim adamları, zaman kristallerini kullanarak ışığı güçlendirmenin bir yolunu buldular.

Zaman kristalleri, hiç enerji yakmadan sürekli değişen, maddenin yeni keşfedilen bir aşamasıdır.

Fotonik zaman kristalleri olarak adlandırılan bu yeni zaman kristalleri, bir gün iletişim endüstrisinde devrim yaratabilir.

Bilim adamları, zaman kristallerini kullanarak ışık dalgalarını güçlendirmenin bir yolunu bulmuş olabilirler. Yakın tarihli bir makalede, bir grup araştırmacı, içlerinden geçen herhangi bir ışığı güçlendiren fotonik zaman kristalleri denen şeyi yapmanın bir yolunu bulduklarını duyurdular.

Her türden zaman kristali, ilk olarak 2012'de kavramsallaştırılan ve ilk olarak birkaç yıl sonra yaratılan, bilimin kesinlikle tuhaf yaratımlarıdır. Bunlar, her biri bir dönüş yönü denen şeye sahip olan kuantum parçacıklarından yapılmış, maddenin yepyeni bir aşamasıdır. Parçacıklar, enerjik bir duruma - sıkışıp kaldıkları yere - uyarılır ve bu parçacıkların dönüş yönlerinin ileri geri dönmesi sürecini başlatan bir lazerle vurulur.

Her şey çok karmaşık, ama önemli olan şu: Bu hiç bitmeyen döndürme hiç enerji yakmaz. Termodinamiğin birinci ve ikinci yasalarını tamamen ihlal ediyor - enerji olmadan asla bitmeyen bir değişim elde ederken aynı zamanda kaosa dönüşmüyorsunuz. Bu mümkün olmamalı, bu yüzden var olmamalılar. Ama yaparlar. Klasik fiziğin kuantum alemini açıklamakta yetersiz kaldığı birçok yerden biri.

O halde fotonik zaman kristalleri, bu zamana dayalı enerji teknolojisinden yararlanan optik malzemelerdir. Amaç, yapıcı girişimi artırabilecek bir malzeme yaratmaktı - ışığın dalga boyları onları daha parlak ve daha güçlü yapacak şekilde etkileşime girdiğinde ne olur?

Bu materyalin kilidini açmanın anahtarı, 3D dünyasındaki kavramları sadece 2D'ye getirmekten geldi. Doktora sonrası araştırmacı ve makalenin başyazarı Xuchen Wang, "Boyutluluğun 3B'den 2B yapıya indirgenmesinin, uygulamayı önemli ölçüde kolaylaştırdığını ve bunun da fotonik zaman kristallerini gerçekte gerçekleştirmeyi mümkün kıldığını bulduk" dedi. Bir basın açıklaması.

"Bir fotonik zaman kristalinde, fotonlar zamanla tekrar eden bir modelde düzenlenir. Bu, kristaldeki fotonların senkronize ve tutarlı olduğu anlamına gelir, bu da yapıcı girişime ve ışığın amplifikasyonuna yol açabilir," diye ekledi Wang.

Oluşturulmasının daha kolay olmasına ek olarak, 2B zaman kristalleri teorik olarak oldukça çok yönlüdür, özellikle kristal yüzeyi boyunca seyahat ederken sinyalleri güçlendirebildikleri için. Araştırmacılar, iletişim alanında önemli ölçüde yardımcı olabileceklerine, iletim sırasında veri kaybını en aza indirebileceklerine ve kablosuz vericilerin ve alıcıların gücünü artırabileceklerine inanıyorlar. Ayrıca iletişimin çeşitli bileşenlerini daha verimli hale getirebilirler.

"Bir yüzey dalgası yayıldığında, malzeme kayıpları yaşar ve sinyal gücü azalır. Wang, bir haber bülteninde, sisteme entegre edilen 2D fotonik zaman kristalleri ile yüzey dalgası yükseltilebilir ve iletişim verimliliği artırılabilir.

Şu anda, zaman kristallerinin yaygın olarak uygulanmasına özellikle yakın değiliz. Bunlar hala yaratılması inanılmaz derecede zor nesneler ve davranışları hakkında daha keşfetmemiz gereken çok şey var. Şu anda, sadece bir tane yapmak bile, Google'ın birkaç yıl önce yarattığı gibi, inanılmaz derecede yüksek teknolojili bir kuantum bilgisayar gerektiriyor.

Ancak zaman kristalleri hala heyecan verici ve bir gün dünyayı değiştirebilirler.

Kaynak: Popular Mechanics