Durch Mikrofabrikation wurde ein Laserstrahl, der in einem Glaskreislauf aufgenommen wurde, zur Interaktion mit sich selbst gebracht. Den Wissenschaftlern gelang es, autarke Wellenmuster, sogenannte Solitonen, zu erzeugen. Wenn Sie eine einfache Visualisierung des Phänomens wünschen, ist dies YouTuber hat einen . Mikrofabriziertes Glas ist eine Art photonischer topologischer Isolator .
Die Forschung zu topologischen Materialien erhielt zuvor einen Nobelpreis für Michael Kosterlitz im Jahr 2016. Diese Arten von Materialien tragen die Eigenschaft, den durch sie fließenden Wellenfluss zu erhalten und Störungen und Defekte zu verhindern.
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Photonik
Das Gebiet der Elektronik ist unter Menschen vielleicht bekannter, aber es gibt auch das Gebiet der Photonik, bemerkt Mikael Rechtsman, Professor am Fachbereich Physik an der Penn University. Er listet einige Anwendungen des Gebiets in auf. Sonnenenergie , Laserschneiden Herstellung, Glasfaser und Lidar das kürzlich in übernommen wurde autonomes Fahrzeug Technologie und Archäologie .Topologische Materialien zeigen das Potenzial zur Herstellung photonischer Geräte. effizienter energiesparend und kompakter.
Im Experiment haben Forscher einen Laser durch ein modifiziertes Glas mit präzisen Tunneln geblitzt, die als "Wellenleiter" bezeichnet werden. Sie ähneln einer Gitterformation, aber die Wellenleiter sind keine geraden Linien, sie machen regelmäßige Drehungen und Wendungen, die wie eine sich bewegende Schlange aussehen.
Mit Laserstrahlen durch, durch Kerr-Effekt, Die Eigenschaften des Glases werden verändert. Dadurch haben die Forscher Protonen zur Wechselwirkung gebracht, die normalerweise nicht interagieren. Als sie die Energie erhöhten, stellten sie fest, dass das Licht nicht gebeugt wurde was Streuung bedeutet. Stattdessen begann es zu wandernin spiralförmigen Mustern. Diese spiralförmige Durchquerung bestätigt, dass das Gerät topologisch ist.
Wie Mikael Rechtsman es ausdrückt „Unter normalen Umständen sind Photonen ahnungslos zueinander können Sie zwei kreuzen Laserstrahlen und keiner wird vom anderen geändert . In unserem System konnten wir Photonen dazu bringen, zu interagieren und Solitonen zu bilden. "Der Grund dafür ist die Intensität des Lasers, die die Eigenschaften von Glas verändert. Dadurch werden Photonen einander als ihre" bewusst "Umwelt verändert.
Diese Forschung war ein wichtiger Schritt bei der Entwicklung praktischer Anwendungen für topologische Systeme, insbesondere solche, die eine hohe optische Leistung erfordern, fügte Rechthsman hinzu.