Маніпуляція швидкістю світла — ключ до новітніх технологій зв’язку та квантової обробки.
Традиційні методи, як-от електромагнітно індукована прозорість, обмежуються симетричним уповільненням хвиль.
Як зазначив Кан-Мін Ху, «наша техніка дозволяє здійснювати нереципрокний перенос сигналів із значним коефіцієнтом ізоляції та гнучкою керованістю». Це відкриває шлях до двонаправленої передачі із різною швидкістю.
Команда поєднала фотони мікрохвильового діапазону з магнонами — квантом спінових коливань — у гібридній системі. Використано діелектричний резонатор та сферу з ітрієво-залізного гранату (YIG). Як пояснив Яо, «магнітні матеріали мають внутрішню хіральність, яку можна використовувати для індукції нереципрокності». Застосована мікросмуга створює додатковий дисипативний зв’язок, що робить систему керованою.
Під час експерименту мікрохвильовий імпульс змінював швидкість залежно від напрямку поширення. Це спростовує застереження, пов’язані зі співвідношенням Крамерса-Кроніга, яке нібито забороняє фазову асиметрію. «Природа в цьому випадку надзвичайно щедра до нас», — наголосив Ху. Результат — новий підхід до фазового контролю при збереженні амплітудної симетрії.
Джеррі Лу уточнює: «Наше дослідження вперше показало, що світло може поширюватися в обох напрямках, але з різною швидкістю». Це означає створення пристроїв нового покоління, де сигнал передається не тільки вибірково, а й з динамічним керуванням фазою. Такий ефект може стати основою для нейроморфних обчислень, нових ізоляторів та циркуляторів.
Попри успіх, затримка, досягнута в досліді, ще не є достатньою для комерційного використання. Ху зазначив: «Посилення цього ефекту є необхідним для практичного застосування». Команда вже планує інтегрувати нові техніки, аби підвищити ефективність системи. Їхні подальші дослідження охоплюватимуть ширший спектр застосувань у фотоніці та квантовій електроніці.