Takie materiały, jak wyjaśniają autorzy jednego z nich na łamach Nature Photonics, w sposób wykładniczy wzmacniają światło. W tym przypadku możliwości praktycznego zastosowania są bardzo szerokie. Na liście takich sposobów znajduje się między innymi komunikacja, obrazowanie czy wykrywanie. Wydajniejsze od dotychczasowych lasery, czujniki oraz pozostałe urządzenia optyczne brzmi jak coś, co może mieć ogromną przydatność.
Czytaj też: To będzie najcięższy pierwiastek w układzie okresowym. Naukowcy o krok od fenomenalnego osiągnięcia
Poza inżynierami z Finlandii w skład zespołu zajmującego się tą sprawą weszli też naukowcy z Chin oraz Niemiec. Wspólnymi siłami udało im się dokonać historycznej rzeczy, ponieważ mowa o pierwszej udanej próbie tworzenia fotonicznych kryształów czasu nadających się do praktycznych zastosowań. To z kolei toruje drogę w kierunku wyznaczania kolejnych granic dotyczących tego, do jakiego stopnia można byłoby kontrolować interakcje światła z materią.
Publikacja opisująca szczegółowe perypetie autorów tych badań zwraca uwagę na wyjątkową rolę fotonicznych kryształów czasu, które – choć jednorodne w przestrzeni – wykazują okresowe oscylacje w czasie. Za ich sprawą występują w tych materiałach rzadko spotykane stany, które sprawiają, iż światło zatrzymuje się wewnątrz kryształu, a jego intensywność rośnie w sposób wykładniczy wraz z upływem czasu.
Fotoniczne kryształy czasu zaprojektowane przez naukowców z Finlandii, Niemiec oraz Chin mogłyby posłużyć między innymi do bardzo precyzyjnego wykrywania światła
Opracowany materiał mógłby posłużyć chociażby do wykrywania bardzo małych cząstek. Wystarczy wyobrazić sobie scenariusz, w którym taka hipotetyczna molekuła emituje znikomą (lecz wyższą od zera) ilość światła o określonej długości fali. Fotoniczny kryształ czasu mógłby je wykryć i automatycznie je wzmocnić, co przekładałoby się na praktyczne możliwości z zakresu identyfikacji.
Czytaj też: Naukowcy złamali kolejną barierę w fizyce. Ten eksperyment przejdzie do historii
Dlaczego do przełomu doszło dopiero teraz? Między innymi ze względu na fakt, iż autorzy badań musieli działać w odniesieniu do szybkiej, a zarazem dużej amplitudy zmian właściwości materiału. W konsekwencji poprzednie sukcesy z zakresu tworzenia takich kryształów ograniczały się do znacznie niższych częstotliwości, na przykład w formie mikrofal. Poprawa nastąpiła przy udziale modeli oraz symulacji, które wskazały na konieczne do spełnienia warunki, aby osiągnąć wyznaczony cel.