To właśnie kryształy czasu stanowiły obiekt zainteresowania naukowców stojących za publikacją, która trafiła na łamy Science Advances. Dzięki ich wysiłkom można łatwiej i wydajniej tworzyć fotoniczne kryształy czasu, co z kolei powinno doprowadzić do istotnych postępów w zakresie komunikacji bezprzewodowej oraz tworzenia wydajniejszych laserów.
Czytaj też: 3. edycja Huawei Startup Challenge zakończona. Poznaliśmy laureatów polskiego konkursu
Jak wyjaśniają autorzy badań, stworzone przez nich struktury działają na częstotliwościach mikrofalowych i mogą wzmacniać fale elektromagnetyczne. Taka zdolność stwarza bardzo wszechstronne możliwości, które mogą być pomocne w kilku różnych dziedzinach.
W jaki sposób doszło do przełomu w badaniach? Kluczem do sukcesu okazała się metapowierzchnia w postaci dwuwymiarowego fotonicznego kryształu czasu. Wcześniej naukowcy stosowali natomiast nieco inne podejście, oparte na strukturach trójwymiarowych. W efekcie, nawet jeśli pojawiały się sukcesy, to trudno było je przekuć w praktyczne zastosowania, które mogłyby wykraczać poza ściany laboratoriów.
Do tej pory kryształy czasu projektowano z wykorzystaniem trójwymiarowych struktur, co ograniczało praktyczne zastosowania
Międzynarodowy zespół, złożony z przedstawicieli uczelni w Stanach Zjednoczonych, Niemczech i Finlandii, odnotował, iż przejście ze struktury 3D na 2D ułatwiło implementację proponowanych elementów. Jak podkreślają, po raz pierwszy udało się zademonstrować, że fotoniczne kryształy czasu mogą wzmacniać padające światło.
To z kolei rodzi potencjalne zastosowania. Wystarczy sobie wyobrazić scenariusz, w którym wzmocnione fale elektromagnetyczne usprawniają działanie bezprzewodowych nadajników i odbiorników. Poza tym mówi się o prostszej konstrukcji laserów. Ostatecznie największym beneficjentem powinna być dziedzina komunikacji, choć nie można wykluczyć innych potencjalnych zastosowań.
Czytaj też: Niewłaściwie postrzegamy kolory. Będzie to miało daleko idące konsekwencje
Co istotne, okazuje się, że fotoniczne kryształy czasu zaprojektowane przez autorów nowych badań wzmacniają również fale elektromagnetyczne, które trafiają w nie po podróży wzdłuż powierzchni. Takie fale są wykorzystywane w komunikacji pomiędzy komponentami elektronicznymi w układach scalonych, dlatego można sobie wyobrazić scenariusz, w którym zwiększa się efektywność komunikacji.