• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
11 июня, 08:07
Evgenia Vavilova
2,4 тыс

Физики «расцепили» свет для управления его скоростью

❋ 5.9

Исследователи заставили свет двигаться с разной групповой скоростью в противоположных направлениях одной среды при сохранении амплитуды. Для этого им понадобился иттрий-железный гранат.

Фотоны в диэлектрическом резонаторе (желтый) взаимодействуют с магнонами в сфере из YIG (фиолетовый) через микрополосу (серый). Их взаимодействие работает как светофор для микроволновых импульсов — ускоряет их в одном направлении (зеленый) и замедляет в другом (красный). Взаимодействие регулируется магнитным полем. / © Yao et al.
Фотоны в диэлектрическом резонаторе (желтый) взаимодействуют с магнонами в сфере из YIG (фиолетовый) через микрополосу (серый). Их взаимодействие работает как светофор для микроволновых импульсов — ускоряет их в одном направлении (зеленый) и замедляет в другом (красный). Взаимодействие регулируется магнитным полем. / © Yao et al.

Ученым иногда нужно замедлить скорость света. Изменение параметров световой волны используют в высокоскоростных системах передачи информации и квантовых устройствах. Но сделать это нужно так, чтобы скорость световых импульсов изменилась сильно, а эффективность передачи данных световой волной не пострадала. 

Традиционные методы управления скоростью света работают за счет квантовой интерференции в среде, то делая ее прозрачной для световых пучков, то замедляя скорость распространения света.

Такие методы позволяют осуществлять только контроль групповой скорости. Это означает, что световой пучок после обработки будет вести себя одинаково независимо от направления распространения. Но ученым интересен более сложный случай — невзаимный контроль скорости света.

Свет обладает фазой, которая определяет, насколько «впереди» световая волна относительно определенного положения отсчета. Через управление фазой можно регулировать скорость импульсов, переносящих информацию. Соотношения Крамерса-Кронига говорят, что если что-то сильно влияет на фазу света, оно должно изменять и амплитуду.

Но ученые предполагали, что параметры света можно «разделить» и управлять ими невзаимно. «Фундаментальный принцип, известный как соотношения Крамерса-Кронига, который, казалось бы, запрещает это, но, к удивлению, наш эксперимент показывает, что природа здесь необычайно щедра к нам», — сказал Цань-Мин Ху (Can-Ming Hu), руководитель группы динамической спинтроники Университета Манитобы.

Исследователей Исследователи из Университета Манитобы (Канада) и Ланьчжоуского университета (Китай) описали невзаимный контроль скорости света с помощью полостного магнонного устройства. Оно связывает микроволновые фотоны (кванты микроволнового излучения) с магнонами (квантами колебаний спинов электронов в материалах). Детали ученые описали в статье в журнале Physical Review Letters.

Исследователи построили гибридную систему. Диэлектрический резонатор в ней работает в фотонном режиме, а магнитная сфера из иттрий-железного граната (YIG) работает в магнонном режиме. Магнитные материалы обладают внутренней хиральностью — в них спины прецессируют в фиксированном направлении, определяемом приложенным магнитным полем. Эту хиральность ученые использовали для создания невзаимности.

Невзаимность проверили и подтвердили. Исследователи направили в разработанную систему микроволновый импульс с двух сторон. Измеренная скорость распространения света говорит о том, что новый метод обеспечивает выраженные эффекты задержки и опережения, а значит ученые смогли невзаимно управлять светом.

Описанная учеными техника обеспечивает невзаимную передачу сигналов с высоким коэффициентом изоляции и гибкой управляемостью. Ученые считают, что для практического применения найденного эффекта разницу между параметрами света еще предстоит усилить.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Евгения Вавилова — научпоп автор, специализирующийся на популярной физике. Выпускница физического факультета, более 10 лет пишет о новейших открытиях в квантовой механике, астрофизике и теоретической физике. Евгения умеет объяснять сложные концепции простым языком и регулярно публикует материалы, основанные на первоисточниках — научных статьях и интервью с исследователями.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
10 декабря, 11:49
Игорь Байдов

Раскопки мастерской, погребенной в Помпеях почти 2000 лет назад, помогли археологам больше узнать о римских строительных технологиях, а именно — определить методы изготовления римского бетона и раскрыть секрет его долговечности.

10 декабря, 13:58
Андрей Серегин

Является ли моногамия естественным состоянием для человека? Новое исследование, основанное на анализе почти 200 тысяч родословных млекопитающих, подтвердило это суждение, поместив Homo sapiens в один эволюционный ряд с сурикатами и гиббонами.

10 декабря, 17:17
ФизТех

Коллектив исследователей из МФТИ и Института проблем передачи информации им. А. А. Харкевича (ИППИ РАН) разработал математическую модель, описывающую, как системы искусственного интеллекта влияют на собственное будущее, обучаясь на данных, которые сами же и породили. Ученые создали теоретический каркас, объясняющий природу «цифровых эхо-камер» и механизм, из-за которого умные алгоритмы со временем могут терять адекватность или усиливать социальные предрассудки.

8 декабря, 13:09
Александр Березин

С 2010-х в «Роскосмосе» говорили: будущая РОС сможет пролетать над полюсом, что даст ей возможности для новых научных экспериментов. Но вскоре после того, как в ноябре 2025 года Россия временно лишилась возможности запускать людей в космос, эта позиция изменилась. В результате запускать космонавтов с космодромов нашей страны станет довольно сложно.

9 декабря, 10:59
НИУ ВШЭ

Специфическая тревога из-за ненадежности цифровых образов реальности и иллюзии тотального контроля над действительностью получила название «аффект зомби». Заведующий кафедрой философии НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург Иван Микиртумов исследовал феномен в рамках проекта РНФ «Экзистенциальный опыт в цифровой среде».

10 декабря, 11:49
Игорь Байдов

Раскопки мастерской, погребенной в Помпеях почти 2000 лет назад, помогли археологам больше узнать о римских строительных технологиях, а именно — определить методы изготовления римского бетона и раскрыть секрет его долговечности.

8 декабря, 13:09
Александр Березин

С 2010-х в «Роскосмосе» говорили: будущая РОС сможет пролетать над полюсом, что даст ей возможности для новых научных экспериментов. Но вскоре после того, как в ноябре 2025 года Россия временно лишилась возможности запускать людей в космос, эта позиция изменилась. В результате запускать космонавтов с космодромов нашей страны станет довольно сложно.

29 ноября, 12:42
Александр Березин

Позавчера, 27 ноября 2025 года, при запуске космонавтов к МКС на стартовую площадку № 31 упала кабина обслуживания стартового комплекса. Это означает, что новые пуски оттуда до починки невозможны. К сожалению, в 2010-х годах, в рамках «оптимизации» расходов, резервную площадку (с которой летал Юрий Гагарин) упразднили. Поэтому случилось беспрецедентное: в XXI веке страна с пилотируемой космической программой осталась без средств запуска людей на орбиту. Пока ремонт не закончится, проблема сохранится. Чем это может грозить?

27 ноября, 20:20
Максим Абдулаев

Японские биологи повторили античную технологию производства вина из изюма, чтобы выяснить механизм его брожения. Исследователи показали, что сушеный виноград, в отличие от свежего, накапливает на поверхности дикие дрожжи и способен превращать воду в алкоголь без внесения дополнительных заквасок.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно