Styrelys til steder, det ikke skal hen

Lys, der sendes ind i en fotonisk krystal, kan ikke gå dybere end den såkaldte Bragg-længde. Dybere inde i krystallen, lys af et bestemt farveområde kan simpelthen ikke eksistere. Stadig, forskere ved University of Twente, University of Iowa og Københavns Universitet formåede at bryde denne lov:De styrede lys ind i en krystal ved hjælp af et programmeret mønster, og demonstrerede, at det vil nå steder langt ud over Bragg -længden. De offentliggør deres resultater i Fysiske anmeldelsesbreve .

Fotoniske krystaller har et regelmæssigt mønster af nanoporer ætset i silicium. De er typisk designet til at fungere som et spejl for et bestemt farveområde af lys. Inde i krystallen, lys af disse farver er "forbudt." Selv hvis du kunne placere et atom inde i krystallen, der typisk udsender én farve, det holder op med at udsende lys. Den såkaldte Bragg-længde er den maksimale afstand, lys må rejse, ifølge en velkendt fysiklov.

Denne egenskab kan bruges til at skabe perfekte spejle til bestemte bølgelængder og forbedrer også solceller. Stadig, hvis der er et skilt, der siger 'forbudt' overalt, det er altid fristende at gå dertil. Forskerne beviste, at lys kan trænge ind i den fotoniske krystal meget dybere end Bragg-længden.

De formåede at gøre dette ved at bruge lys, der var forprogrammeret, og ved at bruge de små ufuldkommenheder, der altid er resultatet af at skabe nanostrukturer. Disse ufuldkommenheder får lysbølger til at sprede tilfældigt inde i krystallen. Forskerne programmerede lyset på en sådan måde, at alle steder inde i den fotoniske krystal kunne nås. De demonstrerede endda et lyspunkt ved fem gange Bragg -længden, hvor lyset forstærkes 100 gange i stedet for reduceret 100 til 1000 gange.

Stabile qubits

Dette bemærkelsesværdige resultat kan bruges til at skabe stabile kvantebits til en lysdrevet kvantecomputer. Den "forbudte effekt" kan også anvendes i miniature-on-chip lyskilder og lasere.

Avisen "Rumligt formende bølger til at trænge dybt inde i et forbudt hul, " af Ravitej Uppu, Manashee Adhikary, Cornelis Harteveld og Willem Vos udkommer i Fysiske anmeldelsesbreve 30. april, og det fremhæves i Fysik .