Thí nghiệm vật lý điên rồ sử dụng tia Laze để cắt 'khe thời gian'

Ngày:18/04/2023  
Một nhóm các nhà khoa học đã tạo ra các “khe” trong dòng thời gian, cho phép họ truyền ánh sáng qua các khe theo một bước ngoặt trong một thí nghiệm được thực hiện lần đầu tiên cách đây hơn 200 năm. Trong thí nghiệm ban đầu, các nhà khoa học truyền ánh sáng qua các khe trên màn hình, tạo ra một mô hình độc đáo trong không gian.



Tuy nhiên, giờ đây, nhóm các nhà nghiên cứu mới này đã thành công trong việc đưa thí nghiệm đó tiến thêm một bước xa hơn. Thay vì tạo ra các khe trong không gian, họ đã tạo ra các khe trong dòng thời gian bằng cách sử dụng tia laser. Mẫu được tạo tương tự như mẫu của thí nghiệm ban đầu và thay đổi màu sắc của xung laser bước sóng cực ngắn.

Theo báo cáo, những phát hiện này đặt nền móng cho những tiến bộ trong máy tính tương tự. Bằng cách sử dụng các khe thời gian, các máy tính có thể đọc và ghi dữ liệu được in trên các chùm ánh sáng thay vì dựa vào các bit kỹ thuật số. Các nhà nghiên cứu cho biết nó thậm chí có thể cho phép máy tính học hỏi từ dữ liệu mà chúng làm việc.


Có một khía cạnh khác của thí nghiệm này, vì nó cũng có thể làm sâu sắc thêm hiểu biết hiện tại của chúng ta về bản chất của ánh sáng và cách các tương tác cơ bản của nó với vật liệu diễn ra.

Những phát hiện từ việc tạo ra các khe này trong thời gian đã được công bố trên tạp chí Nature Physics 

Theo bài báo, các nhà nghiên cứu đã sử dụng oxit thiếc indi (ITO), một vật liệu có thể tìm thấy trong hầu hết các màn hình điện thoại thông minh. Các nhà khoa học đã hiểu rằng ITO có thể phản ứng với ánh sáng bằng cách thay đổi từ dạng trong suốt sang phản chiếu. Tuy nhiên, họ phát hiện ra rằng nó xảy ra nhanh hơn nhiều so với suy nghĩ ban đầu.

Trên thực tế, sự thay đổi xảy ra trong vòng chưa đầy mười femto giây (10 triệu của một phần tỷ giây). Điều đó rất, rất nhanh. Để xác định lý do tại sao sự thay đổi diễn ra nhanh như vậy, các nhà khoa học đã xem xét lý thuyết về cách thức các thiết bị điện tử của ITO phản ứng với ánh sáng được sử dụng để tạo ra các khe trong thời gian.

Thí nghiệm ban đầu được chứng minh lần đầu tiên vào năm 1801. Trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã tái tạo lại hiện tượng giao thoa nhìn thấy trong bản gốc. Họ đã sử dụng một tia laser xung bơm và chiếu nó vào một màn hình được phủ ITO. Họ phát hiện ra rằng ITO thay đổi từ trong suốt sang phản chiếu khi ánh sáng từ tia laser chiếu vào các electron của ITO.

Đồng thời, sau đó họ gửi một chùm tia laser thăm dò tiếp theo vào màn hình ITO. Khi họ làm điều này, họ đã thấy một sự thay đổi tạm thời trong tính chất quang học của chùm tia. “Khe thời gian” này chỉ dài vài trăm femto giây, nhưng vẫn là một bước đột phá.



Đây không phải là lần đầu tiên con người tìm ra cách điều khiển ánh sáng xuyên thời gian. Tất nhiên, điều này không hoàn toàn giống như du hành xuyên thời gian, như bạn có thể thấy trong các bộ phim viễn tưởng. Tuy nhiên, trong trường hợp này, những khám phá này có thể mở ra cơ hội cho những tiến bộ mới trong máy tính tương tự, không giống bất kỳ thứ gì chúng ta từng thấy trước đây.