Braitheann teicneolaíochtaí nua-aimseartha níos mó ar fhoinsí solais ar féidir iad a athchumrú ar éileamh. Smaoinigh ar mhicrealéasair ar féidir leo aistriú go tapa idir stáit éagsúla oibriúcháin-cosúil le gluaisteán a aistríonn giaranna-chun gur féidir le sliseanna optúla comharthaí a sheoladh, ríomhanna a dhéanamh, nó oiriúnú do choinníollacha athraitheacha i bhfíor-am. Ní próiseas réidh, fóillíochta é an t-athrú microlaser, ach is féidir go tobann agus go tapa. Go ginearálta, bíonn stáit “iarrthóirí” beagnach mar an gcéanna in iomaíocht lena chéile i micri-cavity, agus féadfaidh an léasair léim go tobann ó stát amháin go stát eile nuair a bhíonn coinníollacha seachtracha tiúnta.
Ardaíonn sé seo ceist phraiticiúil: Cé chomh tapa agus is féidir a leithéid de lasc a bheith, i bprionsabal? Maidir le fisiceoirí, ardaíonn sé ceann níos doimhne: An leanann an t-athrú riail uilíoch, cosúil le haistrithe céim eile sa nádúr?
Tá pictiúr soiléir curtha ar fáil ag foireann in Ollscoil Peking anois de léasair micrea-cavity ultra-ardchaighdeán-leanann an t-am a theastaíonn ón léasair chun lasc stáitse a chríochnú riail dlí thar a bheith simplí maidir le cumhacht. Nuair a scuabtar an cnaipe rialaithe níos tapúla, éiríonn an lasc níos tapúla-ach ní go treallach é. Ina áit sin, laghdaítear an t-am aistrithe le fréamh cearnach an luas scuabtha, a fhreagraíonn d'eisitheoir láidir gar do leath. Socraíonn an toradh seo teorainn luais go héifeachtach maidir le cé chomh tapa agus is féidir le micrea-lasair den sórt sin "giaranna a athrú." Foilsítear na torthaí iLitreacha Athbhreithnithe Fisiceach.
Conas an lasc léasair a rialú?
I gcuas Q ultra-ard, scaipeann fótóin na milliúin uaireanta roimh sceitheadh amach, rud a chuireann go mór le hidirghníomhaíochtaí ábhar solais agus a chumasaíonn léasú tairseach íseal. Go dtí seo, d'fhéadfadh an chuid is mó de na staidéir a rá cén staid inar chríochnaigh an léasair, ach bhí sé i bhfad níos deacra an próiseas aistrithe féin a ghabháil-an neamhbhuan gairid ina bhfágann an léasair staid amháin agus ina socraíonn sé staid eile. Is féidir leis an neamhbhuan sin teacht chun cinn ar scálaí ama nana-shoicindí, agus tarlaíonn sé i gcóras oscailte a bhíonn de shíor á thiomáint agus ag cailliúint fuinnimh, áit a mbíonn ról lárnach ag torann agus ag diomailt.
Chun é seo a réiteach, thóg an fhoireann ardán micrea-léasair ar féidir é a thiúnadh ar bhealach glan agus in-ríomhchláraithe. Gintear an léasair i micrisféar shilice Q ultra-ard-níl ach na deich micriméadair trasna-áit ar féidir le tonnta deiseal agus tuathalach a chomhcheangal agus a fhoirmiú dhá staid thonnta iomaíocha (dhá "sármhód") le siméadrachta urchomhaireacha.
Ba é an príomh-smaoineamh ná lúb aiseolais a chur leis a dhiúltódh cuid bheag den solas léasair ar ais isteach sa chuas. Trí chéim an tsolais ath-insteallta seo a rialú, d'fhéadfadh na taighdeoirí cur isteach a dhéanamh ar shármhodhanna sonracha a neartú nó a lagú. I ndáiríre, ligeann an rialú céime seo dóibh an chothromaíocht chaillteanais idir an dá stát léasaithe iomaíocha a choigeartú-cosúil le sábha a choigeartú-le gur féidir an córas a scuabadh trasna an phointe criticiúil nuair a éiríonn le stát amháin tosaíocht a thabhairt don stát eile. Is cineál rialaithe "neamh-Hermitian" ar leith é seo: seachas minicíochtaí athshondais a athrú amháin, déanann sé athmhúnlú díreach ar an tírdhreach gnóthachan-caillteanas a rialaíonn cé acu stát a bhuaigh.
An lasc a scannánú i bhfíor-am
Níl i smachtú an lasc ach leath an scéil-tá sé á thaifeadadh sa leath eile. D’úsáid an fhoireann modh nótaí buille minicíochta raidió (RF): mheasc siad an t-aschur léasair le tagairt chobhsaí agus rianaigh siad an comhartha RF a bhí mar thoradh air le himeacht ama. Tiontaíonn sé seo athruithe optúla ultrafast go comharthaí leictreacha intomhaiste, rud a ligeann do thaighdeoirí an chaoi a n-athraíonn an stát léasair le linn an lasc a athchruthú le réiteach ama fo-10-nóineasoicind.
An riail shimplí: scálú cumhachta
Nuair a bhíonn an neamhbhuan le feiceáil, éiríonn turgnamh nádúrtha indéanta: déan an prótacal aistrithe arís go minic, ach scuab an cnaipe rialaithe ar luasanna éagsúla. Bhain an fhoireann amach ansin am aistrithe a bhí sainithe go maith ó gach imeacht aistrithe. Bhí an toradh iontach: thar raon leathan luasanna scuabtha, leanann an t-am aistrithe dlí láidir cumhachta. Is é an toradh a bhíonn ar scuabadh níos tapúla ná aistriú níos tapúla, ach moillíonn an feabhsú ar bhealach intuartha.
Go cainníochtúil, is ionann scálaí ama an aistrithe agus fréamh chearnach inbhéartach an luas scuabtha, a fhreagraíonn d'eisitheoir gar do 0.5. Tá an t-iompar céanna le feiceáil freisin i staidéir ar líonraí léasair cuasachta cúpláilte, rud a thugann le tuiscint nach gné leochaileach d’fheiste amháin í an riail, ach ina ionad sin go léiríonn sé prionsabal níos leithne d’aistriú neamhchothromaíochta i gcórais fhótónacha díománaithe faoi thiomáint.
"Tá na dlíthe scálaithe uilíocha luachmhar toisc go dtugann siad compás réamh-mheastacháin d'innealtóirí agus d'eolaithe," a dúirt an tOllamh Xiao, údar comhfhreagrach na hoibre taighde seo. "Seachas gléasanna a thiúnadh trí thriail agus earráid, is féidir riail scálaithe a úsáid chun a bheith ag súil leis an tionchar a bhíonn ag athrú ar an luas rialaithe ar am freagartha-agus chun a thuiscint cá háit a socraítear tuairisceáin laghdaitheacha."
Maidir le feidhmchláir, d’fhéadfadh an toradh seo spreagadh a thabhairt do mhicrealéasair in-athchumraithe a chaithfidh stáit oibriúcháin a athrú go tapa le haghaidh fótóinic sliseanna agus freisin do na líonraí léasair cúpláilte atá beartaithe le haghaidh barrfheabhsú agus ríomhaireacht analógach, áit a gcaithfidh go leor nóid aistriú go hiontaofa agus go tapa. Maidir leis an eolaíocht bhunúsach, cuireann an toradh tagarmharc turgnamhach glan annamh ar fáil do dhinimic chriticiúla neamhchothromaithe i suíomh oscailte, neamh-Hermitian-ina bhfuil gá le smaointe clasaiceacha faoi aistrithe céime a athmhachnamh agus a thástáil.
