衝突コース: 画期的な実験で電磁波が相互作用する

先端科学研究センター、GC/CUNY 2023 年 8 月 16 日

CUNY ASRC の研究者は、調整されたメタマテリアルを使用して光子を衝突させ、相互作用できるように光子を操作する方法を発見しました。 この画期的な進歩は、電気通信、光コンピューティング、エネルギー アプリケーションの大幅な進歩につながる可能性があります。 (時間界面での光子の衝突の概略図) クレジット: Anna Umana、ニューヨーク州立大学大学院先端科学研究センター

研究者らは、経路を横切る光子を相互作用させることが可能であることを示し、技術のブレークスルーへの道を切り開きます。

A research team at the Advanced Science Research Center at the CUNY Graduate Center (CUNY ASRC) has demonstrated that it is possible to manipulate photons so that they can collide, interacting in new ways as they cross paths. Detailed in the journal Nature PhysicsAs the name implies, Nature Physics is a peer-reviewed, scientific journal covering physics and is published by Nature Research. It was first published in October 2005 and its monthly coverage includes articles, letters, reviews, research highlights, news and views, commentaries, book reviews, and correspondence." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Nature Physics は 8 月 14 日に、この発見により、電磁波伝播に根ざした技術を開発する科学者が電気通信、光コンピューティング、エネルギー応用分野で大きな進歩を遂げることができると発表しました。

このブレークスルーは、ニューヨーク市立大学大学院センターの物理学特別教授およびアインシュタイン教授であり、CUNY ASRC Photonics Initiative の創設ディレクターである Andrea Alù の研究室で起こりました。 これは、電磁波の時間反射を実証した別の最近の実験に基づいて構築されました。

“Our work is building on a series of experiments that show how we can create metamaterialsMetamaterials are engineered materials that have properties not usually found in nature." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">電磁特性の突然の時間変化から現れる独特の特性を持つメタマテリアル。 これらの変化により、自然界では見られない方法で波の伝播を操作できるようになります」とアル氏は説明しました。 「この最新の研究は、時間インターフェースとして知られる、調整されたメタマテリアルの急激な時間的変化を利用して、あたかも巨大な物体であるかのように波を衝突させることができることを示しています。 また、これらの衝突中に波がエネルギーを交換、獲得、または喪失するかどうかを制御することもできました。」

通常、2 つの電磁波が経路を横切るとき、それらは相互作用することなく互いに通過します。 これは、2 つのボールのような 2 つの巨大な物体が互いに衝突したときに起こる現象とは大きく異なります。 後者の場合、粒子が衝突し、その機械的特徴によって、衝突時にエネルギーが保存されるか、失われるか、増加するかが決まります。 たとえば、2 つのビリヤード ボールが衝突すると、システム内の総エネルギーは保存されますが、2 つのゴム ボールが衝突すると、通常、衝突によってエネルギーが失われます。

Although photons would be expected to go through each other without any interaction, by triggering a time interface the scientists were able to demonstrate strong photonA photon is a particle of light. It is the basic unit of light and other electromagnetic radiation, and is responsible for the electromagnetic force, one of the four fundamental forces of nature. Photons have no mass, but they do have energy and momentum. They travel at the speed of light in a vacuum, and can have different wavelengths, which correspond to different colors of light. Photons can also have different energies, which correspond to different frequencies of light." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"photon-photon interactions and control the nature of the collision./p>