Ny metode til at opdage stabilitetsfunktioner i optiske enheder

Denne artikel er gennemgået i henhold til Science X’s redaktionelle proces og politikker. Redaktørerne har fremhævet følgende egenskaber, mens de har sikret indholdets pålidelighed:

er blevet verificeret

Peer-reviewet publiceret indhold

pålidelig kilde

Læst og rettet

Optik lifte, chips og andre enheder, der styrer lys, kan små defekter sprede fotoner og forstyrre deres baner. En ny studie tilbyder en metode, der afdækker egenskaber, som hjælper lysbølgers adfærd med at være modstandsdygtig over for netop disse defekter i bestemte systemer. Denne metode kan fremskynde søgningsarbejdet efter nye typer elektronisk og optisk teknologi og bidrage til mere pålidelige kvanteenheder.

I en artikel publiceret i Physical Review Letters præsenterer forskere fra KTH Kongelige Teknologiske Institut (KTH) et programmerbart chip, der kan identificere og måle “topologiske egenskaber” – dvs. egenskaber ved bølgedrag, som forbliver uændrede, selv når systemet modificeres.

KTH-dozent Ali Elshaari siger, at forståelsen af disse egenskaber kan hjælpe med, at enhederne fortsætter med at fungere, selv om der er til stede fejl.

Elshaari siger, at topologiske egenskaber kan gøre materialer enestående stabile. “Når jeg forklarer topologi for studerende, begynder jeg med en knude på et snor,” siger han. “Du kan trække, bøje eller ryste den; knuden bliver siddende på plads, indtil du klipper snoren.”

Fysikere har fundet ud af, at visse materialer og enheder indeholder lignende knudepunkter i deres måde, hvorpå bølger passerer gennem dem.

Førsteforfatter Andrea Cataldo, PhD-student ved KTH, siger, at en sådan beslutsomhed er attraktiv for teknologier, som skal fungere trods støj og fejl, såsom fremtidens elektronik og kvantedispen.

Verden rundt mister hvert system lidt energi,” siger Cataldo. “Derfor har vi brug for måder at undersøge disse funktioner under realistiske forhold.

“Lysebaserede chips kan efterligne energitabende systemer og direkte afsløre deres skjulte stabilitetsegenskaber,” siger han.

Ifølge Cataldo skilte chippen på pålidelig måde de “knudebelastede” (topologiske) tilstande fra de almindelige. Han identificerede også et særligt punkt, der kaldes det exceptionelle punkt, hvor energitabende systemer unormalt opfører sig.

“Vi bruger en matematisk trick til at køre det tabsfri system på chippen uden reelt at miste signalet,” siger han. Forskere sammenligner derefter lyset med referensstråler—en tilgang, som de sammenligner med at stemme et instrument mod en referenston.

“Det gør, at vi kan læse den information, som energitabet normalt ville skjule,” siger han.

Da chippen kan programmeres, kan mange forskellige scenarier testes på én enkelt enhed.

Andrea Cataldo m.fl. Interferometrisk udledning af impulsromtopologi i et programmerbart dissipativt fotonisk kreds, (2026). DOI: 10.1103/xkht-64kc På DOI: 10.48550/arxiv.2609.38352

Muliggør: KTH Kongelige Teknologiske Institut

Kandidatgrad i Livsvidenskab ogøkologi. Har erfaring med mikrobiologiske laboratorier og har arbejdet med lægemiddelnyheder i olie-, gas- og vedvarende energisektorer. Fuldt profil →

Kandidatgrad i matematisk biologi og mastegrad i kreativ skrivning. Besidder unikke perspektiver inden for videnskab og sprog og har rejst meget. Fuldt profil →

Tilbagemelding til redaktørerne