Физики создали механический кристалл с оптической пружиной
Международная коллаборация ученых нашла способ влиять на колебания в фотонном кристалле с помощью временных дефектов кристаллической решетки. Они показали, как можно точечно создавать дефекты с помощью света.
Фононные кристаллические мембраны — двумерные материалы, способные управлять распространением вибраций или звуковых волн. Введение дефектов в такие кристаллы, намеренное нарушение их периодической структуры, может вызывать появление управляемых изолированных форм вибрации. Обычно такие дефекты создавать сложно, долго, а убрать их из кристалла уже невозможно.
Исследователи из Канады и Швейцарии предложили новый подход к динамическому перепрограммированию механических систем — оптическую пружину, управляемую светом. Они показали принцип работы метода, создав механический кристалл с временной оптически программируемой модой. Научная работа опубликована в журнале Physical Review Letters.
Эта группа давно исследовала возможность использовать оптическую пружину для управления резонансом мембраны. Малый размер резонатора и оптического поля позволил предположить, что возможно значительно уменьшить область мембраны, на которую оказывают воздействие.
Ученые провели моделирование системы и обнаружили, что более крупные структуры сильнее реагируют на каждый фотон и что в принципе один фотон в оптической системе может оказывать измеримое воздействие на движение устройства сантиметрового размера.
Расчеты проверили экспериментально. Исследовали мембрану фононного кристалла в технике фотолитографии, ее размер составил 3,3 на 3,1 миллиметра. Мембрана изготовлена из нитрида кремния и выглядит как сетка гексагональной конфигурации. Затем ученые выровняли оптоволоконный резонатор — два близко расположенных среза оптоволокна — вблизи центра этой мембраны, используя высокоточные направляющие, установили всю систему на виброизолирующей платформе в ультравысоком вакууме.
После сборки и стабилизации системы ученые использовали резонатор для создания интенсивного оптического поля, которое оказывало давление на участок мембраны размером 10 нанометров, играющий роль пружины. Этот участок затрагивает ровно один шестиугольник во всей мембране.
С помощью этой оптической пружины исследователи намеренно нарушили периодический узор мембраны, создали дефект — оттянули часть кристалла из общей плоскости. Регулируя интенсивность лазера, они смогли динамически и обратимо изменять свойства этого дефекта. Расчеты экспериментально подтвердились.
Этот новый подход к механическим дефектам открыл возможности для создания перепрограммируемых механических систем. Например, массивы таких дефектов могут быть использованы для программирования волноводов, предназначенных для маршрутизации механической информации.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии