Işığın nesnelerden geçme hızının güvenilir manipülasyonu, yüksek hızlı iletişim sistemleri ve kuantum bilgi işleme cihazları da dahil olmak üzere çeşitli gelişmiş teknolojilerin geliştirilmesi için değerli sonuçlara sahip olabilir. Elektromanyetik olarak indüklenen şeffaflık (EIT) efektleri olarak adlandırılan teknikler gibi ışık hızını manipüle etmek için geleneksel yöntemler, bir ortamda kuantum parazit etkileri kullanılarak, ışık kirişlerine şeffaf hale getirebilir ve ışığın hızını yavaşlatabilir.
Avantajlarına rağmen, bu teknikler sadece grup hızının karşılıklı kontrolünü sağlar (yani, bir dalga paketinin zarfının bir ortamdan geçme hızı), yani bir ışık ışının bir cihazdan geçerken seyahat ettiği yönden bağımsız olarak aynı davranacaktır. Bununla birlikte, ışık hızının yeniden düzensiz kontrolü, özellikle sinyallerin istenen hızda istenen talimatlarda seyahat etmesine izin verebilecek gelişmiş cihazların geliştirilmesi için eşit derecede değerli olabilir.
Kanada’daki Manitoba Üniversitesi ve Çin’deki Lanzhou Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, bir boşluk magnonik cihazı kullanarak ışığın hızının reciprookal kontrolünü, mikrodalga fotonları (yani mikrodalga ışığı miktarının miktarı) (yani, malzemelerdeki elektron spinlerinin salınımlarının miktarı) gösterdi.
Kullandıkları magnonik tabanlı yöntemler, yayınlanan bir makalede özetlendi Fiziksel İnceleme Mektuplarımikrodalga sinyal iletişimi, nöromorfik bilgi işlem ve kuantum devrelerinin ilerlemesine katkıda bulunabilir.
Manitoba Üniversitesi Dinamik Spintronics Grubu başkanı Can-Ming Hu, “2019’da grubum hibrid boşluk magnonik sistemlerinde dağılımlı bir bağlantı üretmek için yeni bir yöntem gösterdi.” Dedi.
“Tekniğimiz, yayınlanan bir makalede sunuldu Fiziksel İnceleme Mektuplarıönemli bir izolasyon oranı ve esnek kontrol edilebilirlik ile resiprocal olmayan sinyal iletimini sağlar. “
Daha önceki çalışmalarının bir parçası olarak, Hu ve meslektaşları özellikle sadece bir yönde seyahat eden ışık genliğini (yani, bir ışık dalgasının elektriği veya manyetik alanın maksimum mukavemetini) manipüle etmeye çalıştılar. Yine de Işık, fazı olarak bilinen başka bir temel özelliğe sahiptir, bu da bir ışık dalgası boyunca belirli bir referans konumuna göre ‘uzağa’ nasıldır.
Hu, “Faz manipülasyonunun da çeşitli sistemlerde bilgi taşıyan darbelerin hızını belirlediği için geniş etkileri var.” Dedi. “Bu yeni çalışmanın birincil amacı aşağıdaki soruyu ele almaktı: Doğa, iki yönlü karşılaştırılabilir iletim genliğini korurken ışığın fazını yeniden düzenlememize izin verecek mi?
Diyerek şöyle devam etti: “Kramers-Kronig ilişkileri olarak bilinen temel bir ilke var, ancak bunu yasaklıyor gibi görünüyor, ancak şaşırtıcı bir şekilde, deneyimiz doğanın burada bizim için olağanüstü cömert olduğunu gösteriyor.”
Işık hızını yavaşlatmaya yönelik girişimlerin temel amacı, iletim verimliliğinden ödün vermeden ışık darbelerinin hızını önemli ölçüde değiştirmektir. Bu tipik olarak kuantum rejimlerinde EIT etkilerinin klasik bir analogu olarak bilinen hibridize rezonant sistemlerde parazit etkileri yoluyla elde edilir.
Kıdemli Ph.D. Jiguang Yao, “Çalışmalarımızda, bir dielektrik rezonatörün foton modunu ve manyetik bir yttriyum demir garnet (yig) küresinin magnon modunu kullanarak böyle bir hibridize sistem inşa ediyoruz.” Öğrenci ve makalenin ilk yazarı.
“Geleneksel rezonatörlerin ötesinde, manyetik malzemeler içsel kiraliteye sahiptir – uygulanan manyetik alan tarafından belirlenen sabit bir yönde öncelikleri döndürür. Bu kiralite, ortak bir mikro -dönüşüm yoluyla sokulan ek bir dağıtıcı bir bağlantının sağlanmasına neden olmak için yararlanılabilir.
Önerilen yaklaşımlarının potansiyelini göstermek için araştırmacılar, iki yönden geliştirdikleri birleştirilmiş boşluk magnonik sistemine bir mikrodalga nabzı gönderdiler. Bu nabzın hızını bir referans yoluyla karşılaştırdıklarında, yöntemlerinin çarpıcı gecikme ve ilerleme efektlerini, —- reProcrocally’yi sağladığını buldular.
Junior Ph.D. Jerry Lu, “Işık ve mikrodalga darbeleri, sinyal iletişiminden nöromorfik bilgi işlem ve kuantum sinyal işlemesine kadar çeşitli alanlarda bilgi taşıyıcıları olarak hizmet ediyor.” Dedi. Makalenin öğrenci ve ortak yazarı.
“Elektromanyetik dalgaların reciprookal kontrolünde önceki çabalar, öncelikle yönlü genlik manipülasyonuna odaklanmıştır – iletime sadece bir yönde. Bu kavram, izolatörler ve sirkülatörler gibi iletişim sistemlerinde temel bileşenleri desteklemektedir. Çalışmamız, ışığın her iki yönde farklı hızlarda yayılmasına izin verildiğini ilk kez ortaya koymuştur.”
Ekibin, ışık hızının reciprookal kontrolü için umut verici yeni yöntemi yakında çeşitli en son ve daha önce düşünülemez teknolojilerin geliştirilmesini sağlayabilir. Bu arada, Hu ve araştırma grubu, ürettiği gecikmeyi ve ileri etkileri artırma umuduyla metodolojilerini daha da geliştirmek için çalışıyorlar.
Hu, “Çalışmamızda gösterilen etki heyecan verici olsa da, şimdiye kadar elde edilen zaman gecikmesi/ilerleme nispeten mütevazı kalıyor.”
“Bu etkiyi geliştirmek pratik uygulamaları etkinleştirmek için gereklidir. İlk adım olarak, etkiyi artırmak için cihazımıza birkaç yeni teknik sunmayı planlıyoruz. Uzun vadede daha geniş bir uygulama senaryolarını keşfetmeyi planlıyoruz.”
