Des ondes lumineuses se sont faufilées à travers des « fentes dans le temps » (vidéo) By Jack35
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le.cricket Admin
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Sujet: Des ondes lumineuses se sont faufilées à travers des « fentes dans le temps » (vidéo) By Jack35 Lun 10 Avr - 21:00
Des ondes lumineuses se sont faufilées à travers des « fentes dans le temps » (vidéo)
[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image] L’expérience classique à double fente conduit à des modèles d’interférence caractéristiques. Crédit : Russell Knightly/SPL.
Un miroir qui s’allume et s’éteint rapidement modifie la forme d’onde d’une impulsion laser réfléchie d’une manière caractéristique de l’expérience classique à double fente de Thomas Young. Une expérience célèbre en 1801 a montré que la lumière traversant deux fentes minces interfère avec elle-même, formant un motif rayé caractéristique sur le mur derrière.
Maintenant, les physiciens ont montré qu’un effet similaire peut se produire avec deux fentes dans le temps plutôt que dans l’espace : un seul miroir qui s’allume et s’éteint rapidement provoque des interférences dans une impulsion laser, la faisant changer de couleur. Le résultat est publié le 3 avril dans Nature Physics. Il ajoute une nouvelle tournure à l’expérience classique à double fente réalisée par le physicien Thomas Young, qui a démontré l’aspect ondulatoire de la lumière, mais aussi – dans ses nombreuses réincarnations ultérieures – que les objets quantiques allant des photons aux molécules ont une double nature de particule et vague. La commutation rapide du miroir – ne prenant peut-être qu’une femtoseconde (un quadrillionième de seconde) – montre que certains matériaux peuvent changer leurs propriétés optiques beaucoup plus rapidement qu’on ne le pensait auparavant, explique Andrea Alù, physicienne à la City University de New York. Cela pourrait ouvrir de nouvelles voies pour la construction d’appareils qui traitent les informations en utilisant la lumière plutôt que des impulsions électroniques. Romain Tirole, physicien quantique à l’Imperial College de Londres, et ses collaborateurs ont projeté un laser infrarouge sur une surface composée de couches d’or et de verre avec une fine couche d’oxyde d’indium et d’étain (ITO), un matériau courant dans les écrans de smartphone. Dans des conditions normales, l’ITO est transparent à la lumière infrarouge. Mais les chercheurs ont pu rendre le matériau réfléchissant à l’aide d’un deuxième laser, qui a excité des électrons dans le matériau, affectant ses propriétés optiques. Cela pourrait être fait avec des impulsions du deuxième laser qui ont duré environ 200 femtosecondes. Les chercheurs ont positionné un capteur de lumière le long du faisceau réfléchi. Lorsqu’ils ont tiré deux impulsions ultracourtes séparées de quelques dizaines de femtosecondes – allumant ainsi le miroir ITO deux fois de suite – ils ont vu que la forme d’onde de la lumière réfléchie deux fois changeait en réponse. Il est passé d’une onde simple et monochromatique à une onde plus complexe. Les résultats ont également montré que l’ITO prenait moins de 10 femtosecondes pour s’exciter – beaucoup plus rapidement que prévu théoriquement ou à partir de mesures précédentes.
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« La raison pour laquelle tout le monde pensait que ce serait plus lent est qu’ils ont utilisé une technique différente pour mesurer le temps de réponse, qui était limité à 50-100 fs », explique le co-auteur Riccardo Sapienza, physicien à l’Imperial College.
L’interférence disparaît si le miroir n’est allumé qu’une seule fois . Ceci est analogue à ce qui s’est passé dans l’expérience classique de Young, où les motifs d’interférence disparaissaient si la lumière passait à travers une fente plutôt que deux. Le résultat le plus excitant, selon Alù, est que les chercheurs ont montré qu’il est « possible de modifier très rapidement les propriétés des ITO ». Une commutation aussi rapide pourrait conduire à des dispositifs qui reflètent les signaux dans le temps – l’analogue optique de la lecture d’un disque musical à l’envers. En général, réaliser un tel exploit avec n’importe quel type d’onde nécessite de générer un changement brusque et prononcé des propriétés d’un milieu sur un volume suffisamment important. Jusqu’à cette année, un résultat similaire n’avait été obtenu qu’avec des vagues d’eau 3 . Mais le mois dernier, dans Nature Physics , Alù et ses collaborateurs l’ont démontré pour la première fois avec des ondes électromagnétiques, en propageant des signaux micro-ondes à travers des circuits électroniques. Jusqu’à présent, l’Imperial College ITO a montré un changement important et brutal, mais sur une surface mince seulement – le plus grand défi sera d’étendre un tel résultat sur un plus grand volume. Pendant ce temps, Tirole et Sapienza travaillent avec des collaborateurs pour reproduire l’effet de deux miroirs avec des ondes sonores, telles que celles qui se propagent sur une membrane.
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« Toute la physique que nous étudions concerne les ondes, nous pouvons donc facilement appliquer les mêmes concepts à différents domaines », explique Sapienza. « Cela peut entraîner davantage d’applications, par exemple de nouvelles antennes pour la 6G, en utilisant le temps pour combiner plusieurs antennes en une seule. »
L’interférence temporelle et l’inversion du temps pourraient conduire à de nouvelles façons de créer des cristaux de temps , qui sont des structures hallucinantes qui se répètent périodiquement, non pas dans l’espace – comme le font les cristaux ordinaires – mais dans le temps. Ils pourraient également aider les chercheurs à construire des ordinateurs quantiques basés sur les photons. doi : [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]
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_________________ [Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image] le.cricket vous salue bien !
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