一种新型时间晶体被创造出来，它可以发出有趣的光

科学家们仍在研究被称为时间晶体的奇怪材料的细节。 永远伴随着运动的结构。 现在，一个新品种可能有助于加深我们对这个令人困惑的问题的理解。

正如普通晶体是在一定体积的空间中重复的原子和分子一样，是粒子的集合，它们在一段时间内以某种模式滴答作响，其方式最初似乎违背了科学。

2012 年首次在实验室进行观察之前提出理论研究人员一直忙于修补这些结构，以探索粒子物理学的更深层次基础并发现潜在的应用。

在这项最新研究中，一种新型“光子”已经被创造了。 它在微波频率下工作，能够整理和放大电磁波，有望在无线通信系统、激光开发和电子电路中获得未来的应用。

“在光子时间晶体中，光子排列成随时间重复的模式，”说主要作者 Xuchen Wang，德国卡尔斯鲁厄理工学院的纳米工程师。

“这意味着晶体中的光子是同步且相干的，这可能导致光的相长干涉和放大。”

此外，研究小组发现沿着表面传播的电磁波以及来自周围环境的电磁波都会被放大。

该研究的核心是一种基于超薄人造材料的 2D 方法，称为超表面。 此前，对光子时间晶体的研究一直是通过块状 3D 材料进行：制造和研究这些材料对科学家来说非常困难，但转向 2D 意味着更快、更容易的实验途径？ 并找出如何将这些晶体应用到现实世界中。

虽然比完整的 3D 结构更简单，但它们与光子时间晶体具有一些重要的特性，并且可以模仿它们的行为？ 包括它们与光相互作用的方式。 这是第一次证明光子时间晶体能够以这种特殊的方式将光放大到如此显着的程度。

“我们发现，将 3D 结构的维度降低到 2D 结构使得实现变得更加容易，这使得在现实中实现光子时间晶体成为可能。”说王.

虽然现实世界的应用还有一段路要走，但使用 2D 超表面作为生产和检查光子时间晶体的方法将使将来会更加简单。

例如，沿表面的电磁波放大的发现最终可能有助于改进从电话到汽车随处可见的集成电路：这些电路内的通信可能会更快、更无缝。

然后是无线通信，它可能会随着距离的推移而受到信号衰减的影响（这就是为什么你可能无法在房子顶部获得 Wi-Fi）。 用二维光子时间晶体涂覆表面有望改善这种情况。

“当表面波传播时，它会遭受物质损失，并且信号强度会降低，”说芬兰阿尔托大学的物理学家 Viktar Asadchy。

“通过将二维光子时间晶体集成到系统中，可以放大表面波，并提高通信效率。”

该研究发表于科学进步。