100多年老的物理學問題解決方法,能創造出更好的電信和隱形設備

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100多年來,電子設備被稱為品質因子(Q factor)的概念所控制。如果設備正在長時間儲存大量的能量,它們需要具有較小的頻寬,反之亦然。對雷射、電路和醫療設備來說,這一直是個限制,一個我們認為無法逃脫的事實。但我們錯了。

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透過建立一個不對稱(asymmetric)且不對等(non-reciprocal)的系統,一個國際研究團隊開發出一種方法來忽略這個品質因子。這個設置使得它們能夠取代品質因子的傳統限制達1千倍,而且,如同他們在科學期刊(Science)上所報告,對於時間帶寬積(time-bandwidth)的限定似乎沒有理論上的限制。

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首席作者Kosmas Tsakmakidis在一份聲明中說:「當我們發現這些新的結構完全沒有時間帶寬積限制的特徵時,這是一個啟示的時刻。」

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品質因子來自共振器的物理學,由於特性的原因,系統以特定的頻率振盪。大家可能熟悉的共振器是石英晶體(quartz crystals),用於無線電發射器和石英手錶。

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這個團隊做出一種磁光材料(magneto-optic material)來當作共振器,但不像傳統的那樣。當施加磁場時,新系統可以抑制光波並儲存起來,隨著時間來積累能量。

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這個團隊認為,這些新的共振器可能是重大的光學緩衝器,當它移動穿越光纖系統時,可儲存數據的設備。到目前為止,這是一直受到限制的。

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被非品質因子的共振器所吹捧的想法是晶片上的顯微鏡,它將徹底改變醫療設備、存儲能量的方式、甚至是寬帶光學的掩飾,從字面上來看,使物體在光線下看不見的能力。

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來源:IFLScience