Кристаллы пространства-времени из завязанного [https://vk.com/wall-148981725_15987|света]

Учёные из Сингапура, вместе с японскими коллегами, придумали схему, как завязать свет в кристаллы, что будут простираться, как в пространстве, так и во времени. Всего лишь с использованием пучков из двух цветов в хопфионной решётке.

Хопфион - это топологический солитон. Непонятно? Хопфион - это та самая концепция, что "Вселенная - это пончик, бублик". Вот это - самое название такого строения: завязанное само в себя по оси Z, так ещё и соединены начало и конец, как в Уроборосе.

Хопфионы периодически попадались на глаза во всяких магнитных и световых, но обычно всегда оказывались изолированными от прочих объектов. А тут команда из азии показывает, как их "спрессовать" в куб из кучи подобных хопфионов. Сделать из них массивы, что повторяются, словно атомы в кристаллах, но не только в пространстве, но и во времени.

Но как? Двухцветное (бихроматическое) световое поле, электрический вектор которого отслеживает изменяющееся состояние [https://vk.com/wall-148981725_16758|поляризации] в самом времени. Аккуратно накладывая пучки с различными пространственными модами и противоположными круговыми поляризациями, команда определила [https://vk.com/wall-148981725_15310|"псевдоспин"], который развивается в определённом, контролируемом ритме. Когда два цвета находятся в простом отношении друг к другу, поле пульсирует с фиксированным периодом, создавая цепочку из хопфионов, повторяющихся при любом цикле.

Имея на руках такую цепочку из базовой версии (по сути своей шаблон), можно увеличить порядок и создать цепочки с большей или меньшей топологической силой. То есть силой непрерывной деформации, растягивания.

В схеме учёных можно настроить целое число, которое подсчитывает количество оборотов внутренних петель, и даже изменить знак полярности, поменяв местами две длины волн. При моделировании полученные поля демонстрируют почти идеальное топологическое качество при интеграции за полный период.

Также в статье описывается путь к созданию полноценных трёхмерных хопфионных кристаллов: решётки дальнего поля, образованные массивом крошечных излучателей с индивидуально подобранной фазой и поляризацией. И каждая из которых возбуждается двумя родственными цветами. Решётка естественным образом делится на подъячейки с противоположной локальной топологией, сохраняя при этом чистый, чередующийся рисунок по всей структуре.

Эта конструкция работает в совместной пространственно-временной области на фиксированной плоскости, при этом основную нагрузку выполняют периодические биения. Может быть, думают учёные, эту топологию можно даже заставить летать, не изменяя своего строения.

Для чего пригодится данное открытие - хранение информации. Свет занимает мало места, а тут цельный массив, чуть ли не связанный между собой, и почти что крохотный.

#Cirno #Science #Physics@cirno_nb


Мы в VK: https://vk.com/cirno_nb