控制光子的全自由度,制造出時間反演光波

物理學(xué)家們剛剛研發(fā)出一種新技術(shù)顽冶,可以反演光波的時間欺抗。

不,當(dāng)然不是時間機器强重。他們只是找到了一種方法绞呈,誘導(dǎo)光波回溯其路徑,并返回原點——在數(shù)學(xué)上间景,相當(dāng)于時間反演佃声。

這有什么意義呢?

試想現(xiàn)在一片大霧倘要,遠處隱隱約約有個廣告牌圾亏,但是看不清上面的內(nèi)容十拣。如果我們能夠反演光波的運動,并用當(dāng)前接收到的圖像志鹃,在計算機中模擬反演過程——相當(dāng)于直接在計算機里生成廣告牌上的內(nèi)容夭问。

當(dāng)然,實際上因為熱力學(xué)定律的限制曹铃,信息還原是有限制的缰趋,不可能得到完全內(nèi)容。而且陕见,即便當(dāng)前獲得了重大突破秘血,但離實際應(yīng)用還有很長的距離。

另一方面评甜,這是第一次通過完全控制光子的所有自由度實現(xiàn)光波的時間反演灰粮。本身是一個巨大的成就,對諸如成像蜕着,非線性光學(xué)和顯微操作等具有深遠的影響谋竖。

以前,時間反演只能在低頻波(例如聲波承匣,水波蓖乘,以及在電磁頻譜上的微波)上實現(xiàn)。物理學(xué)家實現(xiàn)了光波的部分時空控制韧骗。但是面對更高的頻率嘉抒,則十分棘手。

這也是現(xiàn)在澳大利亞昆士蘭大學(xué)(UQ)和諾基亞貝爾實驗室的物理學(xué)家備受贊譽的原因袍暴。

他們實驗中用到的核心工藝流程些侍,相當(dāng)于為一個飄在空中的小球雕刻出3D結(jié)構(gòu)。而每一刀都必須在萬億分之一秒的時間尺度內(nèi)完成政模「谛基本上現(xiàn)有的工具都毫無幫助。

他們想出一種方法:放棄精度控制淋样,直接把球切成一列薄片耗式,自然形成了空間結(jié)構(gòu)。

研究人員在論文中寫道:“這種新型的光學(xué)控制方式趁猴,可以開辟出許多可能應(yīng)用刊咳,用于非線性顯微鏡、微加工儡司、量子光學(xué)娱挨,光阱等?、納米光子學(xué)和等離激元學(xué)捕犬、光學(xué)放大以及探索其他非線性時空現(xiàn)象跷坝〗途担”

該研究已經(jīng)發(fā)表在《自然通訊》上。

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