1. Ana Sayfa
  2. Bilim
  3. Yapay manyetik alanda büyük fotonlar

Yapay manyetik alanda büyük fotonlar

Yapay manyetik alanda büyük fotonlar
Abone Ol

Polonya, İngiltere ve Rusya’dan yapılan uluslararası bir araştırma işbirliği, fotonları hapsettikleri iki boyutlu bir sistem (sıvı kristalle doldurulmuş ince bir optik boşluk) oluşturdu. Boşluğun özellikleri harici bir voltaj ile değiştirildiği için, fotonlar yapay bir manyetik alanın etkisi altında “dönme” adı verilen manyetik bir moment ile donatılmış devasa dört parçacıklar gibi davrandı. Araştırma 8 Kasım 2019 Cuma günü Science ‘da yayınlandı.

Çevremizdeki dünya bir geçici ve üç uzamsal boyuta sahiptir. Yoğunlaşmış maddeyi inceleyen fizikçiler uzun zamandır düşük boyutlu – iki boyutlu (2-D) kuantum kuyuları, tek boyutlu (1-D) kuantum telleri ve sıfır-boyutlu (0-D) kuantum noktaları olan sistemler ile uğraşıyorlar. İki boyutlu sistemler en geniş teknik uygulamaları bulmuşlardır; verimli LED’lerin ve lazer diyotların, entegre devrelerde hızlı transistörlerin ve WiFi radyo amplifikatörlerinin çalıştığı küçültülmüş boyutlar sayesinde. İki boyutta yakalanan elektronlar serbest elektronlardan tamamen farklı davranabilir . Örneğin, grafende, petek simetrisine sahip iki boyutlu bir karbon yapısı olan elektronlar, kütlesiz nesneler, yani foton olarak adlandırılan hafif parçacıklar gibi davranır .

İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR  Yeni Kuantum sıçraması Bitcoin'i tehdit ediyor

[mailpoet_form id=”1″]

Bir kristaldeki elektronlar birbirleriyle ve kristal kafesle etkileşime girerek, sözde kuasipartiküller kavramının getirilmesi sayesinde açıklaması mümkün olan karmaşık bir sistem yaratır. Elektrik yükü, manyetik moment ve kütle dahil olmak üzere bu quasipartiküllerin özellikleri , kristalin simetrisine ve mekansal boyutuna bağlıdır. Fizikçiler, egzotik quasipartiküllerle dolu “yarı-evrenler” i keşfederek, küçültülmüş boyutlarda malzemeler yaratabilirler. İki boyutlu grafen içindeki kütlesiz elektron böyle bir örnektir.

blank
Dairesel polarize ışığın tomografisi, sıvı kristalle doldurulmuş bir optik boşluktan yansır.

Bu keşifler iki boyutlu yapılara hapsolmuş ışığı incelemek için Varşova Üniversitesi, Polonya Askeri Teknoloji Üniversitesi, Polonya Bilimler Akademisi Fizik Enstitüsü, Southampton Üniversitesi ve Moskova yakınlarındaki Skolkovo Enstitüsü’nden araştırmacılara ilham verdi.

Science makalesinin yazarları, iki ayna arasında fotonları yakaladıkları optik bir boşluk yarattılar. Orijinal fikir, boşluğu optik bir ortam görevi gören bir sıvı kristal malzeme ile doldurmaktı. Harici bir voltajın etkisi altında, bu ortamın molekülleri optik yol uzunluğunu döndürebilir ve değiştirebilir. Bu nedenle, dalganın elektrik alanı (polarizasyon) moleküller boyunca yönlendirildiğinde ve ekseni boyunca polarizasyon için farklı olduğunda enerjisinin (titreşim frekansı) farklı olduğu boşlukta ayakta ışık dalgaları oluşturmak mümkündü. fenomene optik anizotropi denir).

İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR  Bir İnsanın Bağışıklık Sistemi İlk Kez HIV'i Yendi

Varşova Üniversitesi’nde yapılan araştırmada, boşlukta sıkışan fotonların benzersiz davranışları, kütle taşıyan quasipartiküller gibi davranırken bulundu. Bu tür quasipartiküller daha önce gözlendi, ancak ışık elektriksel veya manyetik alanlara tepki vermediğinden manipülasyonu zordu. Bu kez, kavite içindeki sıvı kristal malzemenin optik anizotropisinin değişmesi nedeniyle, kapana kısılmış fotonların, manyetik bir moment ile donatılan kuasipartiküller veya bir “yapay manyetik alan” içindeki bir “dönüş” gibi davrandığı kaydedildi. Elektromanyetik dalganın polarizasyonu boşluktaki ışık için “spin” rolünü oynadı. Bu sistemdeki ışığın davranışı, yoğunlaştırılmış madde içindeki elektronların davranış analojisini kullanarak açıklanması en kolaydır.

İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR  Yeni yapay nöron Alzheimer'la mücadelede kullanılabilir
blank
Deneyin şeması – ışığın dairesel polarizasyonu (kırmızı ve mavi olarak işaretlenmiştir), yayılma yönüne bağlı olarak sıvı kristal ile doldurulmuş bir boşluktan iletilir. 

Sıkışıp fotonların hareketini tanımlayan denklemler oyuk bir dönüş ile elektronların hareket denklemini benzer. Bu nedenle, elektronik özellikleri mükemmel şekilde taklit eden ve ışığın topolojik halleri gibi birçok şaşırtıcı fiziksel etkiye yol açan bir fotonik sistemi oluşturmak mümkün olmuştur.

Optik olarak anizotropik oyuklarda ışığın tutulması ile ilgili yeni olayların keşfi , örneğin optik sinir ağları gibi yeni optoelektronik cihazların uygulanmasına ve nöromorfik hesaplamalar yapılmasına olanak sağlayabilir. Bose Einstein kondensatı – Maddenin eşsiz bir kuantum halini oluşturma ihtimaline dair belirli bir söz var. Böyle bir yoğuşma, modern bilgisayarlar için çok zor olan problemleri çözerek, kuantum hesaplamaları ve simülasyonları için kullanılabilir. Çalışılan fenomen, teknik çözümler ve daha başka bilimsel keşifler için yeni olanaklar açacaktır.

Yorum Yap