6月 26, 2022

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新しいプロセスにより、合成材料を透明にしたり、完全に見えなくしたりすることができます

新しいプロセスにより、合成材料を透明にしたり、完全に見えなくしたりすることができます

誘導された透明性:エネルギーの流れを正確に制御すると(霧の中の光る粒子によって示されます)、合成材料が光信号に対して完全に透明になります。 クレジット:Andrea Steinfurth / University of Rostock

最終的な境界スペース。 エンタープライズ宇宙船は、すべての通信チャネルが侵入不可能な星雲によって突然遮断されたときに、銀河を探索するという使命を続けています。 人気のテレビシリーズのいくつかのエピソードでは、勇敢な乗組員は、最終的なクレジットが表示される前に、このまたは他の苦境からの脱出をスムーズにするために、放送時間のわずか45分以内に「技術-技術」と「科学-科学」をしなければなりません。 ロストック大学の科学者チームは、研究室でかなり多くの時間を費やしましたが、微調整されたエネルギーの流れによって歪みなしに光信号を送信できる合成材料を設計するためのまったく新しいアプローチの開発に成功しました。 彼らは結果を 科学の進歩


「光が不均一な媒体で散乱されると、散乱を受けます。この効果により、圧縮された指向性ビームが拡散した輝きにすばやく変換されます。これは、夏の雲と秋の霧の両方から私たち全員に馴染みのあるものです」と研究所のアレクサンダースミット教授ロストック大学の物理学部は、彼のチームのための出発点について説明しています。 特に、散乱特性を決定するのは、材料の密度の微視的分布です。 スミットは続けます:「誘導された透明性の基本的な考え方は、あまり知られていない光学特性を利用して、いわばパケットのパスをクリアすることです。」

フォトニクスの分野で「非庇護」というあいまいなタイトルで知られているこの2番目の特性は、エネルギーの流れ、より正確には、 増幅する 光を薄めます。 直感的には、付随する影響は望ましくないように見える場合があります。特に、吸収による光ビームの退色は、信号伝送を改善する作業にとって非常に逆効果になる可能性があります。 しかし、非階層的効果は現代の光学の主要な側面になり、研究の全分野は、高度な機能のために損失と増幅の複雑な相互作用を利用しようと努めています。

「このアプローチは、まったく新しい可能性を開きます」と、論文の筆頭著者である博士課程の学生であるアンドレア・スタインフォースは述べています。 光ビームに関しては、の特定の部分を増幅またはクエンチすることが可能になります。 パケット 微視的なレベルで、劣化の開始を打ち消します。 星雲画像にとどまるために、光散乱特性を完全に抑制することができます。 「私たちは、特定の光信号の可能な限り最高の伝送に適応するように材料を変更することに積極的に取り組んでいます」とスタインフォースは説明します。 「この目的のために、エネルギーの流れは正確に制御されなければなりません。そうすれば、それは物質に適合し、パズルのピースのように信号を送ることができます。」 ウィーン工科大学のパートナーと緊密に協力して、ロストックの研究者はこの課題に首尾よく取り組んできました。 彼らの実験では、彼らはの微視的な相互作用を再現して観察することができました 光信号 キロメートル長の光ファイバーネットワークで新しく開発された活物質を使用します。

実際、誘導された透明性は、これらの発見から生じる魅力的な可能性の1つにすぎません。 オブジェクトが本当に消える必要がある場合は、それを防ぐ必要があります 分散 十分でない。 代わりに、光の波が完全に邪魔されずに背後に現れるはずです。 ただし、宇宙空間の真空中でも、回折だけで信号の形状が必然的に変化することが保証されます。 「私たちの研究は、物質もそれが占める空間の領域も存在しないかのように光線が通過するように物質を構造化するためのレシピを提供します。ロミュランの幻想的なクローキングデバイスでさえそれを行うことはできません」と共著者の博士。 マティアスハインリッヒ、スタートレックの最後のフロンティアに戻ります。

この研究で提示された結果は、非ハーメチックフォトニクスに関する基礎研究のブレークスルーを表しており、医療用センサーなどの高感度光学システムの効果的な微調整のための新しい方法を提供します。 その他の潜在的なアプリケーションには、光コーディングと安全なデータ伝送、およびカスタムプロパティを備えた用途の広い合成材料の合成が含まれます。


ベクトル化された光場によって制御される再構成可能なシリコンナノナノ


詳しくは:
Andrea Steinfurth et al、設計された非エルミートシナプスにおける一定の強度と誘導された透明性の光波の観察、 科学の進歩 (2022)。 DOI:10.1126 / sciadv.abl7412

見積もりトランスペアレンシーオンデマンド:新しいプロセスにより、シンセティックスをトランスペアレントにするか、完全に非表示にすることができます(2022年5月31日)2022年6月1日https://phys.org/news/2022-05-transparency-demand-artustry-materials-transparentから取得。 html

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