นักฟิสิกส์สาธิตการแทรกสอดแบบกรีดสองครั้งของ Young ในเวลา

นักฟิสิกส์สาธิตการแทรกสอดแบบกรีดสองครั้งของ Young ในเวลา

การสาธิต การรบกวนระหว่างคลื่นแสงที่ส่งผ่านรอยแยกแคบๆ ของ ในต้นศตวรรษที่ 19 เป็นหนึ่งในการทดลองที่โดดเด่นที่สุดในประวัติศาสตร์ฟิสิกส์ แต่ในขณะที่การทดลองนั้นและการทดลองอื่นๆ เกี่ยวข้องกับการเลี้ยวเบนของแสงในอวกาศ นักวิจัยในสหราชอาณาจักรและที่อื่น ๆได้แสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ที่จะบรรลุผลที่เทียบเท่ากันโดยใช้การตัดสองครั้งในเวลา พวกเขาทำเช่นนั้นโดยเปิดและปิด

การสะท้อนแสง

ของกระจกเซมิคอนดักเตอร์สองครั้งติดต่อกันอย่างรวดเร็ว และบันทึกขอบสัญญาณรบกวนตามสเปกตรัมความถี่ของแสงที่สะท้อนจากกระจก การทดลองเกี่ยวข้องกับการกำกับแสงจากแหล่งกำเนิดแสงสีเดียว โดยเฉพาะอย่างยิ่งสีเดียวผ่านช่องรับแสงขนาดเล็กสองช่อง และวัดรูปแบบความเข้มที่เกิดขึ้นบนหน้าจอ

การเลี้ยวเบนจากรอยแยกแต่ละช่องทำให้คลื่นกระจายออกและรบกวนซึ่งกันและกัน ซึ่งนำไปสู่การรบกวนเชิงสร้างสรรค์เมื่อความแตกต่างของเส้นทางเป็นจำนวนเต็มของความยาวคลื่นและการรบกวนเชิงทำลายในกรณีของความแตกต่างของจำนวนเต็มครึ่ง ผลที่ได้คือรูปแบบของแถบสว่างและมืดบนหน้าจอ

การสาธิตนี้ให้การสนับสนุนพื้นฐานแก่ทฤษฎีคลื่นของแสง ตั้งแต่นั้นมา นักฟิสิกส์ได้ทำการทดลองแบบเดียวกันนี้กับโฟตอนเดี่ยว ซึ่งแสดงให้เห็นว่าแม้ในกรณีนั้นจะเกิดขอบการรบกวนขึ้น (ทีละโฟตอน) ซึ่งหมายความว่าแสงเป็นทั้งคลื่นและอนุภาค แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่มีใครสาธิตการทดลองชั่วคราว

เมื่อคลื่นแสงกระทบกับสิ่งกีดขวางที่มีช่องแคบๆ สองช่องที่แยกจากกันในอวกาศ ความถี่ของคลื่นแสงจะไม่เปลี่ยนแปลง แต่โมเมนตัมจะเปลี่ยนไปเมื่อเบี่ยงเบนออกไปด้านนอก ซึ่งหมายความว่าการกระจายของสนามไฟฟ้าของแสงบนหน้าจอมีค่าเท่ากับการแปลงฟูริเยร์ของฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์

ที่อธิบายรูปร่างของรอยแยกในอวกาศ ในทางตรงกันข้าม อะนาล็อกชั่วขณะเกี่ยวข้องกับโมเมนตัมคงที่แต่เปลี่ยนความถี่ วัสดุซึ่งรอยแยกสองรอยปรากฏขึ้นอย่างรวดเร็วแล้วหายไป รอยแยกนั้นควรทำให้คลื่นที่เข้ามายังคงรักษาเส้นทางของมันในอวกาศ แต่กระจายออกเป็นความถี่ ซึ่งเรียกว่าการเลี้ยวเบน

ของเวลา 

สเปกตรัมความถี่จะเป็นการแปลงฟูริเยร์ของฟังก์ชันที่อธิบายรอยแยกในเวลา โดยมีการแทรกสอดระหว่างคลื่นที่ความถี่ต่างกัน แทนที่จะเป็นตำแหน่งเชิงพื้นที่ที่แตกต่างกัน ทำให้เกิดขอบ ผลกระทบทางเทคโนโลยีและเพื่อนร่วมงานที่ในลอนดอน ร่วมกับนักวิจัยในสหรัฐอเมริกาและเยอรมนี 

ได้สังเกตขอบดังกล่าวโดยการยิงชุดพัลส์เลเซอร์อินฟราเรดสามชุดที่ชั้นของอินเดียมทินออกไซด์ที่มีความหนาเพียง 40 นาโนเมตรที่คั่นกลางระหว่าง แก้วและทอง. พัลส์ที่สั้นที่สุดสองอันทำหน้าที่เป็นสลิต โดยแต่ละอันจะเปลี่ยนเลเยอร์จากเซมิคอนดักเตอร์โปร่งใสเป็นโลหะสะท้อนแสงในเวลาสั้น ๆ 

(การสะท้อนแสงทำได้ง่ายกว่าการส่ง) พัลส์ที่สามทำหน้าที่เป็นโพรบแทน โดยมีสเปกตรัมความถี่ที่กว้างขึ้นเมื่อผ่านการสะท้อนสองครั้ง จากการวัดสเปกตรัมของพัลส์โพรบที่สะท้อนกลับ ทิโรลและเพื่อนร่วมงานพบว่าแบนด์วิธเริ่มต้นของพัลส์ถูกยืดออกประมาณ 10 เท่า ที่สำคัญก็คือ สเปกตรัมนั้นมีชุด

ของพีคที่เล็กลงเรื่อยๆ จากความถี่พาหะกลางของพัลส์ ยิ่งไปกว่านั้น พวกเขาพบว่าจุดสูงสุดเหล่านั้นห่างกันมากขึ้น ความล่าช้าระหว่างพัลส์ของปั๊มจะสั้นลง พวกเขากล่าวว่าผลลัพธ์คือสิ่งที่คาดหวังจากการเลี้ยวเบนชั่วคราว จุดสูงสุดคือขอบที่เกิดจากการแทรกสอดระหว่างแสงที่ความถี่ต่างกัน 

แม้ว่าขนาด

ของขอบจะใกล้เคียงกับการคาดคะเนทางทฤษฎี แต่พลังการคงอยู่ของพวกมันก็น่าประหลาดใจ จุดสูงสุดที่อยู่ไกลจากความถี่กลางนั้นเด่นชัดกว่าที่คาดไว้ นักวิจัยกล่าวว่าการสลายตัวอย่างช้าๆ นี้บ่งชี้ว่าอินเดียมทินออกไซด์ตอบสนองต่อขอบนำของสลิตพัลส์ได้เร็วกว่า โดยใช้เวลาน้อยกว่า 10 เฟมโตวินาที 

(10 -14วินาที) ในการทำเช่นนั้น สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าเปรียบได้กับความยาวของวงจรแสงหนึ่งรอบของรังสีอินฟราเรดที่พวกเขาใช้ นักวิจัยกล่าวว่าการค้นพบนี้เรียกร้องให้มี “ความเข้าใจพื้นฐานใหม่” เกี่ยวกับการตอบสนองของวัสดุที่มีชั้นบางๆ ดังกล่าว พวกเขาเชื่อว่า “วัสดุ ที่แปรผันตามเวลา” ดังกล่าว

อาจมีการใช้งานหลายอย่าง รวมถึงสวิตช์ออปติคัลที่รวดเร็วมากสำหรับการประมวลผลสัญญาณและการสื่อสาร หรือส่วนประกอบที่กำหนดค่าใหม่ได้สำหรับการประมวลผลด้วยแสง ชี้ให้เห็นว่าเทคโนโลยีดังกล่าวจะต้องมีการทำงานต่อไป เนื่องจากการใช้พัลส์เลเซอร์ความเร็วสูงที่รุนแรงมาก

เพื่อสร้างรอยกรีดสองทางชั่วคราวนั้นใช้งานไม่ได้จริง แต่เขาเสริมว่าปรากฏการณ์ที่พวกเขาสังเกตเห็นควรเป็นลักษณะเฉพาะของคลื่นประเภทอื่นๆ ด้วย เช่น คลื่นความถี่วิทยุ เทระเฮิรตซ์ หรืออะคูสติก และการเลี้ยวเบนแบบใหม่นี้น่าจะ “ส่งผลกระทบต่อเทคโนโลยีหลายอย่าง”และเช่นเดียวกับที่ขอบ

คำถามคือ เราจะสร้างมันได้อย่างไร ไปถึงขีด จำกัดสามารถสังเคราะห์นิวเคลียสที่แปลกใหม่จำนวนมากได้โดยใช้เทคนิคการทดลองที่หลากหลาย ในวิธีหนึ่งที่เรียกว่า “การระเหยแบบฟิวชัน” ลำแสงเข้มข้นของไอออนที่มีประจุบวกของไอโซโทปเสถียรกัมมันตภาพรังสี เช่น แคลเซียม-48 นิกเกิล-64 

และสังกะสี-70 จะถูกเร่งและยิงไปที่ฟอยล์โลหะบางๆ ที่ทำให้บริสุทธิ์ด้วยไอโซโทป เนื่องจากทั้งคู่มีประจุบวก ไอออนและนิวเคลียสเป้าหมายจึงได้รับแรงผลักจากไฟฟ้าสถิตร่วมกัน แต่ถ้าไอออนถูกเร่งให้มีพลังงานสูงกว่าพลังงานผลักนี้ ลำแสงและนิวเคลียสเป้าหมายสามารถเอาชนะแรงผลักและฟิวส์ได้

ดังนั้นการรวมโปรตอนและนิวตรอนแต่ละตัวเข้าด้วยกันเป็นนิวเคลียสสารประกอบร้อนเดี่ยว จากนั้นนิวเคลียสที่เกิดขึ้นจะเย็นลงโดยอนุภาคแสง “เดือด” อย่างรวดเร็ว เช่น นิวตรอน โปรตอน และอนุภาคแอลฟา ในระยะเวลาน้อยกว่า 10 –15 s, ปล่อยให้เย็น, นิวเคลียสที่เหลือ. สามารถระบุนิวเคลียสเหล่านี้ได้โดยทางอ้อม โดยการตรวจจับอนุภาคที่เดือดออกจากระบบสารประกอบที่หลอมละลาย 

แนะนำ 666slotclub.com