Zamanın geçişi perspektifinden, ışık ve vakum dalgalanmalarını ölçmek ve bu büyük gizemleri keşfetmek
Evrenin doğasıyla ilgili en büyük cevapsız sorulardan bazıları ışık, boşluk (yani ne maddenin ne de radyasyonun var olmadığı bir uzay) ve bunların zamanla olan ilişkileriyle ilgilidir. Geçmişte fizikçiler ve filozoflar çeşitli karmaşık problemleri çözmüşlerdir: Örneğin, boşluğun doğası nedir ve ışığın yayılması zamanın geçişiyle nasıl ilişkilidir? Konstanz Üniversitesi'nden bilim adamları, ışığın ve vakum dalgalanmalarının kuantum hallerini ve zamanla etkileşimlerini keşfetmek için bir çalışma yürüttüler.Araştırmalarının sonuçları "Doğa Fiziği" bölümünde listelenmiştir.
Araştırma, ultra kısa zaman ölçeklerinde ışık ve vakumun kuantum hallerini tanımlamak için yeni bir teorik çerçeve sundu. Araştırmacıların araştırma odağı, esasen yeniden dağıtılmış veya "sıkıştırılmış" elektromanyetik dalgalanmalara sahip ışık darbelerinden oluşan "sıkıştırılmış ışık" tır. Kizmann ve meslektaşları, elektromanyetik ışık veya vakum alanı ile zaman arasında doğrudan bir bağımlılık olduğunu ortaya çıkardı. Bu araştırmayı yapan araştırmacılardan biri olan Matthias Kizmann şunları söyledi: Daha önce, yine Konstanz Üniversitesi'nden Profesör Alfred Rettenstoff ve ekibi, Deneylerle ışığın vakum dalgalanmasının doğrudan ölçülebileceğini kanıtlayan bir kişi.
O zamandan beri, çok kısa sürede vakum dalgalanmalarının oluşumunu açıklamak için yeni bir teori geliştirmekle ilgileniyoruz. Bu, bu çalışmadaki bilim insanlarının, sözde sıkıştırılmış ışık üretmek için vakum dalgalanmalarının kısa sürede manipüle edilip edilemeyeceği sorusunu düşünmelerini sağlar. Araştırma makalesinde, araştırmacılar "pompa" alanı adı verilen güçlü alan ile doğrusal olmayan kristaldeki elektromanyetik vakum arasındaki etkileşimi tanımladılar. Bu etkileşim nedeniyle alan, zaman içindeki vakum dalgalanmalarını yeniden dağıtır ve bu dalgalanmaların arttığı veya bastırıldığı bir zaman aralığı ile sonuçlanır Bu işleme sıkıştırma adı verilir.
Etkiyi açıklamak için genellikle tüm elektrik alanı hesaplanmalıdır, ancak şimdi sıkıştırmanın zaman akışındaki bir değişiklik olarak nasıl tanımlanacağı keşfedilmiştir. Sıkıştırılmış durum, klasik olmayan ışık durumlarının daha geniş bir kategorisine aittir.Klasik lazerlerle karşılaştırıldığında, bu durumlar çeşitli büyüleyici yeni özellikler sunar.
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Bu nedenle, klasik olmayan ışık durumları, kuantum bilgisinin veya kuantum spektroskopisinin gelecekteki teknolojik gelişiminde önemli bir rol oynar. Kizmann ve meslektaşları, ışık ve boşluğun zamanla nasıl ilişkili olduğunu açıklayan bazı ilginç gözlemler topladılar. Işığın kuantum durumlarını ve vakum elektromanyetik alanlarını ultra kısa zaman ölçeklerinde tanımlamak için kullanılabilecek fiziksel bir model geliştirdi.
Araştırma ayrıca, vakum dalgalanmaları adı verilen bir boşlukta elektromanyetik alanların nasıl manipüle edileceğini de özetliyor. Esasen ışık dalgalardan veya salınan elektrik ve manyetik alanlardan oluşur. 19. yüzyılda bu elektrik alanlarının karanlıkta sıfıra eşit olduğu düşünülüyordu. Bununla birlikte, kuantum teorisi, karanlık bir boşluk uzayının, bazı küçük dalgalanmalar içerdiği için aslında tamamen boş olmadığına inanıyor. Bu dalgalanmalar manyetik alanda hafif hareketlere neden olur ve vakum dalgalanmaları olarak adlandırılır. Bu dalgalanmalar, bir değişkenden diğerine (örneğin, elektrik alanından manyetik alana) yeniden dağıtılır, bu da vakum sıkıştırmasıdır. Araştırmanın baş araştırmacısı Guido Burkard şunları söyledi: Vakum dalgalanmalarının zaman içinde nasıl kontrol edildiğini inceledik.
Ve dalgalanmaları zaman içinde bir noktadan diğerine yeniden dağıtmanın da mümkün olduğunu bulduk. Gerçekler, ışık darbesinden görülen zaman akışının doğrusal olmayan optik malzemede düzeltilebileceğini ve bu zaman akışının değişiminin, dalgalanmanın değişimiyle doğrudan ilişkili olduğunu kanıtlamıştır. Kizmann, Burkard ve meslektaşları tarafından toplanan gözlemler, görelilik teorisindeki zaman göreliliğiyle bazı benzerliklere sahiptir. Araştırmada, kuantum mekaniği ve görelilik teorisi arasındaki analoji yapılır.Bu iki alanın, geçmiş fizik araştırmalarında uzlaştırılması genellikle zordur. Gözlemler ve önerilen analojiler nihayetinde kuantum fiziği ve görelilik arasındaki ilişki hakkındaki mevcut anlayışımızı geliştirebilir. Araştırmacılar ayrıca sıkıştırılmış kuantum ışığının ultra kısa darbelerinin yakında laboratuvarda doğrulanacağına ve gözlemleneceğine inanıyorlar.
Bu araştırmaya katılan bir başka araştırmacı, Andrey Moskalenko (Andrey Moskalenko) şunları söyledi: Kuantum ışığının durumunun 1 femtosaniye (10 ^ -15 saniye) kadar dayanabileceğine inanıyoruz ve yakında Deneylerle gerçekleştirilecek ve karakterize edilecektir. Daha sonra ultra hızlı spektroskopi için yeni bir kuantum aracı olarak kullanılabilirler, maddeyi bu kadar kısa sürede tespit etme süreci.
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Bu, yeni kuantum cihazlarının temel özelliklerini belirleyen şu anda gizli olan ancak çok önemli ultra hızlı fenomeni anlamamızı sağlayacak. Bu araştırma, ışığın ve boşluğun kuantum durumlarına ve bunların zamanla ilişkisine büyüleyici yeni içgörüler sağlıyor.
Geliştirilen teori nihayetinde kuantum optiği ve kuantum bilgi uygulamalarında zamana bağlı ışık kuantum durumlarının kullanılmasına yardımcı olacaktır. Gelecekteki çalışmalarda, araştırmacılar bir boşlukta meydana gelen hafif hareket ile kuantum dolanma olgusu arasındaki ilişkiyi inceleyerek bu konuyu daha fazla araştırmayı planlıyorlar. Araştırmacılar, bu kuantum dalgalanmalarının yeniden dağılımının kuantum dolanıklığıyla nasıl ilişkili olduğunu merak ediyorlar. Kuantum dolaşıklığı, kuantum bilgisayarların yakıtı ve güvenli kuantum iletişimi için bir kaynaktır Nasıl ölçüleceğini bilmek istiyorum (yani, vakum alanı bu dalgalanmaları etkiler ve sıkıştırılmış durumların ultra hızlı spektroskopide nasıl kullanılabileceğini).
