อธิบายเกี่ยวกับกฏของเวลา

ผลึกแห่งเวลาถือกำเนิดขึ้นเป็นครั้งแรกโดยผู้ได้รับรางวัลโนเบล Frank Wilczek ในปี 2012 ผลึกแห่งโลกีย์ที่เราคุ้นเคยมีรูปแบบโครงสร้างที่ซ้ำในอวกาศ แต่ในผลึกแห่งกาลเวลา รูปแบบจะซ้ำในห้วงเวลาแทน ในขณะที่นักฟิสิกส์บางคนเริ่มสงสัยว่าอาจมีผลึกเวลาอยู่ได้ แต่การทดลองล่าสุดประสบความสำเร็จในการสร้างผลึกเหล่านี้ ปีที่แล้ว นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการอุณหภูมิต่ำของมหาวิทยาลัย Aalto ได้สร้างผลึกเวลาที่จับคู่ซึ่งอาจมีประโยชน์สำหรับอุปกรณ์ควอนตัม ตอนนี้ อีกทีมหนึ่งได้สร้างผลึกเวลาแบบโทนิค ซึ่งเป็นวัสดุออปติคอลรุ่นตามเวลา นักวิจัยได้สร้างผลึกเวลาโทนิคที่ทำงานที่ความถี่ไมโครเวฟ และพวกเขาแสดงให้เห็นว่าคริสตัลสามารถขยายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ ความสามารถนี้มีการใช้งานที่เป็นไปได้ในเทคโนโลยีต่างๆ รวมถึงการสื่อสารไร้สาย วงจรรวม และเลเซอร์ จนถึงตอนนี้ การวิจัยเกี่ยวกับโทนิคไทม์คริสตัลได้มุ่งเน้นไปที่วัสดุจำนวนมาก ซึ่งก็คือโครงสร้างสามมิติ สิ่งนี้ได้พิสูจน์ให้เห็นถึงความท้าทายอย่างมาก และการทดลองก็ยังไม่เคยผ่านการทดสอบระบบแบบจำลองที่ไม่มีการใช้งานจริงมาก่อน ดังนั้น ทีมงานซึ่งรวมถึงนักวิจัยจาก Aalto University, Karlsruhe Institute of Technology (KIT) และ Stanford University ได้ลองใช้แนวทางใหม่: สร้างผลึกโทนิค เวลา สองมิติหรือที่เรียกว่า metasurface 'เราพบว่าการลดขนาดจากโครงสร้าง 3 มิติเป็น 2 มิติทำให้การใช้งานง่ายขึ้นอย่างมาก ซึ่งทำให้สามารถรับรู้ผลึกเวลาโทนิคในความเป็นจริง' Xuchen Wang ผู้เขียนนำของการศึกษาซึ่งเป็นนักศึกษาระดับปริญญาเอกที่ Aalto และ Aalto กล่าว ปัจจุบันอยู่ที่ KIT วิธีการใหม่นี้ทำให้ทีมสามารถสร้างผลึกเวลาโทนิคและทดลองตรวจสอบการคาดการณ์ทางทฤษฎีเกี่ยวกับพฤติกรรมของมัน 'เราแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าผลึกโทนิคไทม์สามารถขยายแสงที่ตกกระทบด้วยอัตราขยายสูง' วังกล่าว 'ในโทนิคไทม์คริสตัล โฟตอนจะถูกจัดเรียงในรูปแบบที่ซ้ำกันเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งหมายความว่าโฟตอนในคริสตัลจะถูกซิงโครไนซ์และเชื่อมโยงกัน ซึ่งอาจนำไปสู่การรบกวนเชิงสร้างสรรค์และการขยายแสงได้' Wang อธิบาย การจัดเรียงโฟตอนเป็นระยะหมายความว่าพวกมันสามารถโต้ตอบในลักษณะที่เพิ่มการขยาย ไทม์คริสตัลโทนิคแบบสองมิติมีการใช้งานที่หลากหลาย ด้วยการขยายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า พวกมันสามารถทำให้ตัวส่งและตัวรับไร้สายมีประสิทธิภาพมากขึ้นหรือมีประสิทธิภาพมากขึ้น Wang ชี้ให้เห็นว่าการเคลือบผิวด้วยผลึกเวลาโทนิคแบบ 2 มิติอาจช่วยให้สัญญาณสลายตัว ซึ่งเป็นปัญหาสำคัญในการส่งสัญญาณไร้สาย คริสตัลไทม์โทนิคยังช่วยให้การออกแบบเลเซอร์ง่ายขึ้นด้วยการขจัดความจำเป็นในการใช้กระจกจำนวนมากซึ่งโดยปกติจะใช้ในโพรงเลเซอร์ แอปพลิเคชั่นอื่นเกิดขึ้นจากการค้นพบว่าผลึกเวลาโทนิค 2 มิติไม่เพียงแค่ขยายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่กระทบพวกมันในพื้นที่ว่าง แต่ยังรวมถึงคลื่นที่เคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวด้วย คลื่นพื้นผิวใช้สำหรับการสื่อสารระหว่างชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ในวงจรรวม 'เมื่อคลื่นพื้นผิวแพร่กระจาย คลื่นจะสูญเสียวัสดุและความแรงของสัญญาณจะลดลง ด้วยผลึกเวลาโทนิคแบบ 2 มิติที่รวมเข้ากับระบบ ทำให้สามารถขยายคลื่นพื้นผิวและเพิ่มประสิทธิภาพในการสื่อสาร' Wang กล่าว