May 18, 2024

Een waanzinnig natuurkundig experiment dat lasers gebruikt om ‘kloven in de tijd’ te verkleinen

Een waanzinnig natuurkundig experiment dat lasers gebruikt om ‘kloven in de tijd’ te verkleinen

Een groep wetenschappers heeft in de loop van de tijd “scheuren” gecreëerd, waardoor ze licht door de scheuren konden sturen in een draai in een experiment dat meer dan 200 jaar geleden voor het eerst werd uitgevoerd. In het oorspronkelijke experiment stuurden de wetenschappers licht door spleten in het scherm, waardoor een uniek patroon door de ruimte ontstond.

Maar nu is deze nieuwe groep onderzoekers erin geslaagd om dat experiment een stap verder te brengen. In plaats van scheuren in de ruimte te creëren, creëren ze scheuren in de tijd met lasers. Het gegenereerde patroon is vergelijkbaar met dat van het oorspronkelijke experiment en veranderde de kleur van een ultrakorte laserpuls.

Volgens rapporten hebben deze resultaten de basis gelegd voor vooruitgang in analoge computers. Door scheuren in de tijd te gebruiken, kunnen computers mogelijk gegevens lezen en schrijven die op lichtstralen zijn afgedrukt in plaats van te vertrouwen op digitale bits. De onderzoekers zeggen dat het computers in staat zou kunnen stellen te leren van de gegevens waarmee ze werken.

Er is nog een ander aspect aan dit experiment, omdat het ook ons ​​huidige begrip van de aard van licht en hoe het zijn fundamentele interacties met materie uitvoert, kan verdiepen. De resultaten van het ontstaan ​​van deze scheuren zijn te zijner tijd gepubliceerd natuur fysica.

Een laser werd gebruikt om de scheuren op tijd te creëren door ze door een ITO-scherm te sturen. Bron afbeelding: Mihail / Adobe

Volgens de krant gebruikten de onderzoekers indiumtinoxide (ITO), een materiaal dat in de meeste smartphoneschermen te vinden is. Wetenschappers wisten al dat ITO op licht kan reageren door over te schakelen van transparant naar reflecterend. Ze ontdekten echter dat het veel sneller ging dan aanvankelijk werd gedacht.

In feite vindt de verandering plaats in minder dan tien femtoseconden (10 miljoenste van een miljardste van een seconde). Dat is heel snel. Om te bepalen waarom de verandering zo snel plaatsvond, keken de wetenschappers naar de theorie van hoe de elektronica van ITO reageert op het licht dat wordt gebruikt om de scheuren in de tijd te creëren.

Het originele experiment werd voor het eerst gedemonstreerd in 1801. In de nieuwe studie creëerden de onderzoekers de oorspronkelijk waargenomen interferentie. Ze gebruikten een gepulseerde laserpomp en wierpen deze in een ITO-gecoat scherm. Ze ontdekten dat ITO verandert van transparant in reflecterend wanneer laserlicht ITO-elektronen raakt.

Tegelijkertijd stuurden ze een laserstraal na inspectie naar het ITO-scherm. Toen ze dat deden, zagen ze een tijdelijke verandering in de optische eigenschappen van de straal. Dit “tijdsinterval” was een paar honderd femtoseconden lang, maar toch een enorme vooruitgang.

Dit is ook niet de eerste keer dat mensen manieren hebben gevonden om licht door de tijd heen te manipuleren. Dit is natuurlijk heel anders dan tijdreizen, zoals je misschien in een film ziet. In dit geval zouden deze ontdekkingen echter de deur kunnen openen naar nieuwe ontwikkelingen in analoge computers, in tegenstelling tot alles wat we eerder hebben gezien.