Bilim insanları ışığı büküp değiştirmek için yeni yöntemler keşfediyor

National Physical Laboratory’nin (NPL) fotonik bilimi konusundaki en son araştırmalarından çıkan sonuçlar, yeni kuantum teknolojilerine ve telekom sistemlerine kapı aralayabilir.

National Physical Laboratory’den (NPL) araştırmacılar, ışığın yepyeni elektronik cihazlar ve uygulamalara yol açabilecek olağan dışı özelliklerini ortaya çıkardı. Işık, telekomünikasyon ve bilgisayar teknolojisi elektroniğinde büyük ölçüde kullanılıyor. Optik fiberler tüm dünya çapında telefon görüşmelerini ve internet bağlantılarını kolaylaştırmak için ışık kullanımına yaygın örneklerden yalnızca biri.

Physical Review Letters’ta ana hatlarıyla değinildiği gibi, NPL’den araştırmacılar ışığın, son derece yüksek ışık yoğunluklarını saklayabilen küçük bir cihaz olan optik halka rezonatöründe nasıl kontrol altına alınabileceğini incelediler. Tıpkı bazı “fısıltıların” bir fısıltı galerisinde yol alıp öbür taraftan duyulabildiği gibi, bir optik halka rezonatöründe de ışık dalga boyları cihaz etrafında yankılanıyor.

Türünün ilk örneği olan bu çalışma iki tür spontan simetri kırıcının karşılıklı etkileşimini tanımlamak için optik halka rezonatörleri kullanıyor.

Işık atımları arasındaki sürenin nasıl değiştiğini ve ışığın nasıl polarize olduğunu analiz eden ekip, ışığı manipüle etmenin yeni yöntemlerini ortaya koyabilmiş durumda. Örneğin, ışık genellikle “zaman çevrimi simetrisi” denen kurala uygun davranır. Bunun anlamı; zamanı tersine çevirdiğinizde ışığın çıkış noktasına geri dönmesi gerektiğidir. Ancak bu araştırmanın da ortaya koyduğu gibi yüksek ışık yoğunluklarında bu simetri optik halka rezonatörleri içinde kırılıyor.

Projede çalışan bilim insanlarından biri olan Francois Copie şöyle açıklıyor: “Halka rezonatörünü kısa atımlarla tohumladığınızda rezonatör içinde dolaşan atımlar tohum atımından önce ya da sonra varabilir ama asla aynı zamanda varmaz.”

Potansiyel bir uygulama olarak bu, örneğin telekomünikasyon ağlarındaki optik atımları birleştirmek ve yeniden düzenlemek için kullanılabilir.

Aynı zamanda araştırma, ışığın halka rezonatörlerindeki polarizasyonunu da spontan bir şekilde değiştirebileceğini gösterdi. Bu, bir gitar telinin başlangıçta dikey yönde çekilmiş olmasına rağmen aniden saat yönünde veya saat yönünün tersinde dairesel bir hareketle titreşmeye başlaması gibi düşünülebilir.

Bu, yalnızca geleceğin uygulamaları için (hassas süre tutma için atomik saatler gibi) daha iyi optik halka rezonatörlerinin gelişimine yön vermeye yardımcı olacak fotonik bilimindeki lineer olmayan dinamikleri kavrayışımızı geliştirmekle kalmayıp aynı zamanda sensörler ve kuantum teknolojilerindeki fotonik devrelerde ışığı nasıl manipüle edeceğimizi daha iyi anlamalarında bilim insanlarına yardımcı olacak.

National Physical Laboratory’den (NPL) Araştırmacı Bilim İnsanı Pascal Del’Haye şöyle diyor: “Optik, telekom ağlarımız ve bilgisayar sistemlerimizin önemli bir parçası haline geldi. Fotonik devrelerde ışığı nasıl manipüle edeceğimizi anlamak birçok yeni teknolojiyi ortaya çıkarmamıza yardımcı olacak. Bunların arasında günlük yaşamlarımızda şimdiye dek olmadığı kadar önemli hale gelecek daha iyi sensörler ve yeni kuantum imkanları da var.”

Haber kaynağı: https://phys.org/news/2019-01-scientists-ways-shift.html