Forskere har udviklet en ny eksperimentel platform til at måle de elektriske felter af lys, der er fanget mellem to spejle med en undercyklus præcision.
Disse elektrooptiske Fabry-Pérot-resonatorer giver mulighed for præcis kontrol og observation af lysstofinteraktioner, især i Terahertz (THz) spektralområdet. Undersøgelsen er offentliggjort i tidsskriftet Lys: Videnskab og applikationer.
Forskerne er fra Institut for Fysisk Kemi ved Fritz Haber Institute i Max Planck Society og Institute of Strålingsfysik ved Helmholtz Center Dresden-Rossendorf.
Ved at udvikle et afstemeligt design af hybrid-hulrum og måle og modellere dets komplekse sæt tilladte tilstande, kan fysikerne skifte mellem knudepunkter og maksima af lysbølgerne nøjagtigt på placeringen af interesse. Undersøgelsen åbner nye muligheder for at udforske kvanteelektrodynamik og ultrahastisk kontrol af materialegenskaber.
I en betydelig fremgang inden for hulrumselektrodynamik har teamet introduceret en ny metode til at måle elektriske felter inde i hulrum. Ved at anvende elektrooptiske Fabry-Pérot-resonatorer har de opnået undercyklus-tidsskala-målinger, hvilket giver mulighed for indsigt i lys og stof, nøjagtigt hvor deres interaktion finder sted.
Hulrumselektrodynamik udforsker, hvordan materialer, der er placeret mellem spejle, interagerer med lys, ændrer både deres egenskaber og dynamiske opførsel. Denne undersøgelse fokuserer på Terahertz (THz) spektralområdet, hvor excitationer med lav energi dikterer de grundlæggende materialegenskaber. Evnen til at måle nye tilstande, der samtidig opfører sig som lys- og stof excitationer, inden for hulrummet vil give en klarere forståelse af disse interaktioner.
Forskerne har også udviklet et hybridhulrumsdesign, der inkorporerer et indstilleligt luftgap med en delt detektorkrystall i hulrummet. Dette nye design giver mulighed for præcis kontrol over interne reflektioner, hvilket fører til selektive interferensmønstre on-demand. Disse observationer understøttes af matematiske modeller, hvilket giver en nøgle til at afkode det komplicerede hulrumsspredning og en dybere forståelse af den underliggende fysik.
Denne forskning lægger grundlaget for fremtidige studier i hulrum i hulrum, der tilbyder potentielle anvendelser til kvanteberegning, materialevidenskab og videre. Michael S. Spencer, første forfatter af undersøgelsen bemærkede, “Vores arbejde åbner nye muligheder for at udforske og styre de grundlæggende interaktioner mellem lys og stof, hvilket giver et unikt værktøjssæt til fremtidige videnskabelige opdagelser.”
Professor Dr. Sebastian Maehrlein, lederen af forskningsgruppen, opsummerer, “Vores EOC’er giver et meget behageligt feltopløseligt synspunkt, der inspirerer nye veje til hulrums-kvanteelektrodynamik i eksperiment og teori.”