Капка в система от фотони, отскачащи от огледалата, разкрива важни данни

Мадрид | 18 · 04 · 20 | 08:48

зехтинът

Споделете статията

Зехтин. Shutterstock

Обикновена капка зехтин в система фотони подскачането между две огледала разкри универсални аспекти на фазовите преходи във физиката.

Изследователите на Институт по фундаментална физика AMOLF, в Холандия те използваха напълнена с масло оптична кухина, в която светлината претърпява фазови преходи, подобни на вряща вода. Системата, която са изследвали, има памет, тъй като маслото кара фотоните да взаимодействат със себе си. Чрез промяна на разстоянието между двете огледала и измерване на предаването на светлина през кухината, те откриха универсален закон, който описва фазовите преходи в системите с памет. Тези резултати са публикувани в Physical Review Letters.

Групата за изследване на интерактивни фотони на AMOLF изследва нелинейността и шума във фотонните системи. Една от тези системи е a кухина, образувана от две огледала обърнати един към друг от близко разстояние. Вътре в кухината светлината отскача напред-назад, докато се отразява от огледалата. Поставянето на нещо вътре в споменатата оптична кухина променя свойствата на системата. „Създадохме система за памет, като поставихме капка зехтин вътре в кухината“, казва лидерът на групата Саид Родригес в изявление. "Маслото посредничи за ефективни фотон-фотонни взаимодействия, което можем да видим чрез измерване на предаването на лазерна светлина през тази кухина.".

Родригес и докторантите Zou Geng и Kevin Peters те анализираха предаването, като същевременно увеличаваха и намаляваха разстоянието между двете огледала при различни скорости. Те открили, че количеството светлина, предадено през кухината, зависи от посоката на движение на огледалата. "Предаването на светлина през кухината не е линейно. На определено разстояние между огледалата количеството на предадената светлина зависи от това дали отваряме или затваряме кухината", обяснява Родригес. "Това поведение се нарича хистерезис. Наблюдава се и при определени фазови преходи, например във вряща вода или магнитни материали.".

В кухината на зехтина обаче хистерезисът не винаги е налице, отбелязват изследователите, когато увеличават скоростта, с която кухината се отваря и затваря. "При по-бързо сканиране видяхме, че хистерезисът избледнява като функция от скоростта на сканиране. Това се случва с универсална скорост, независима от параметри като интензивността на светлината или интензивността на нелинейността. Уравненията, които описват как е Поведението на светлината в нашата пълна с масло кухина е подобно на описаното в колекции от атоми, свръхпроводници и дори физика на високите енергии. Следователно е вероятно уни поведениекоето открихме, се наблюдава и в такива системи", обяснява Родригес.

Въпреки че би било интересно да се изследва поведението на универсалния мащаб в други системи с памет, Родригес ще запази фокуса си върху кухините, пълни с масло. "Нашата система има силна оптична нелинейност при стайна температура, което предлага възможности за потенциални приложения ", казва той." В момента разследваме какво се случва, когато сглобим две или повече кухини. Тъй като всяка система има памет, поредица от кухини може да бъде полезна като изчислителен инструмент или може би дори при сензорни приложения. ".