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Les vides de Mei peuvent contrôler la lumière dans l’air

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Les vides de Mei peuvent contrôler la lumière dans l’air

Le fraisage par faisceau d’ions focalisé permet la construction de vides coniques de diamètre et de profondeur variables dans une plaquette de silicium à grande échelle. a, Une image au microscope électronique à balayage (SEM) montre une disposition aléatoire d’ouvertures de diamètre et de profondeur variables. b, Dans l’image au microscope optique, on peut observer la diffusion résonnante dépendante de la longueur d’onde des vides individuels. c, image au microscope optique. d, image SEM vue de dessus, e, tracés du faisceau d’ions focalisé dans l’image SEM. f, un schéma de principe de l’équipement expérimental utilisé. La surface en silicone est éclairée par une lumière blanche et la lumière réfléchie est collectée. Crédit : M. Hentschel, K. Koshelev, F. Sterl, S. Both, J. Karst, L. Shamsafar, T. Weiss, Y. Kivshar et H. Giessen

Les phénomènes optiques résonnants dans les métaux et les isolants ont de profondes applications dans de nombreux domaines. Le confinement à l’échelle nanométrique permet un contrôle sans précédent de l’interaction de la matière photonique au niveau des surfaces et des interfaces, ainsi que la manipulation et le contrôle du flux lumineux. Les phénomènes de résonance sont généralement associés à des canaux de perte radiatifs et internes, qui sont préjudiciables dans de nombreux systèmes. Les métaux affichent de fortes pertes intrinsèques. Ainsi, les systèmes diélectriques sont récemment devenus le centre d’attention car ils promettent des pertes plus faibles, des degrés de flexibilité plus élevés en termes de réglage de l’interaction entre les différentes résonances et des stratégies de fabrication plus proches des normes industrielles.


Dans un nouvel article publié dans Lumière : science et applicationsUne équipe de scientifiques dirigée par les professeurs Harald Giessen et Mario Hentschel de l’Université de Stuttgart et le professeur Yuri Kevchar de l’Université nationale australienne, a mis au point une nouvelle technique de nanophotonique diélectrique. Leur article, « Dielectric Mi-Voids : Confining Light to Air » améliorera considérablement la conception des antennes et des structures.

La photoréponse de ces systèmes est principalement liée à l’étude des propriétés optiques à haut indice particules diélectriques dans les systèmes nanophotoniques. Ils sont connus sous le nom de théorie de Mie, qui sont des éléments de base universels pour les métasurfaces photoniques. La théorie Mi est utilisée pour manipuler, diriger et confinement de rayonnement, commençant ainsi l’ère « Mi Tronic ». Cependant, le confinement se produit dans les matériaux à indice plus élevé. La majeure partie de l’intensité des médias réside dans le matériau. Bien que cela soit moins important dans les gammes de longueurs d’onde proche et moyen infrarouge, cela devient critique pour les longueurs d’onde dans la gamme spectrale visible ou même ultraviolette.

Les chercheurs appliquent expérimentalement une voie alternative élégante et robuste en utilisant des matériaux à haut indice. Le confinement dans les isolants à indice élevé se produit en raison d’une réflexion limitée à l’interface des matériaux à indice élevé et de l’air. pour des particules solides, le mode est traduit dans des articles à haut index. Bien que le concept de base ait été trouvé plus tôt, ces structures n’ont pas été mises en œuvre pour des applications nanophotoniques.

Les chercheurs montrent que ces modèles spatiaux sont prédits par la théorie de Mie et très similaires aux modèles de Mie dans une sphère à indice élevé. Cependant, ils ont montré des différences subtiles mais importantes. La nouveauté de ce travail est la mise en œuvre expérimentale d’un nouveau bloc de construction, qui ajoute déjà de nouvelles fonctionnalités au domaine. Les chercheurs ont démontré une résonance confinée à la lumière ultraviolette, observant jusqu’à sept modes de résonance d’ordre supérieur dans la lumière ultraviolette. Cette caractéristique remarquable est activée en emprisonnant la lumière dans l’air, rendant tout le volume du modèle disponible pour l’utilisation et la manipulation. À ce jour, aucun autre bloc de construction nanophotonique résonant ne peut accomplir cette tâche.

Additionnel travail expérimental Dans cette direction, d’autres matériaux à haut indice, des combinaisons de domaines de Mie et de vides, et des systèmes plasmoniques métalliques avec des systèmes diélectriques peuvent être utilisés. Les ébauches de Mie sont également particulièrement adaptées aux expériences de détection optique et de blocage et peuvent tirer parti des structures chirales. Les vides Mi peuvent également être utilisés dans des systèmes hybrides où des émetteurs quantiques sont couplés à des vides Mi, qui agissent comme des nanoantennes locales. Il devrait être particulièrement performant dans le domaine du bleu et de l’ultraviolet. Les vides de Mie sont également très prometteurs pour les structures reprogrammables, commutables et à manipulation active en raison de la possibilité de remplir le volume de mode dans le vide avec des polymères ou des matériaux isolants.

Plus d’information:
Mario Hentschel et al., Espaces mi-diélectriques : piéger la lumière dans l’air, Lumière : science et applications (2023). DOI : 10.1038/s41377-022-01015-z

la citation: Mie Voids Can Lead to Light Controlling in Air (2023, 30 janvier) Extrait le 30 janvier 2023 de https://phys.org/news/2023-01-mie-voids-air.html

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« Danse cosmique du feu et de la glace » : l’ESA partage des images époustouflantes du « mystérieux » système stellaire

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« Danse cosmique du feu et de la glace » : l’ESA partage des images époustouflantes du « mystérieux » système stellaire

L’Agence spatiale européenne a laissé les internautes impressionnés après avoir partagé vendredi un aperçu du « mystérieux » système stellaire Mira HM Sge. L’étoile symbiotique est située à 3 400 années-lumière dans la constellation du Sagittaire et se compose d’une géante rouge et de sa compagne naine blanche. L’Agence spatiale européenne l’a qualifié de « danse cosmique du feu et de la glace », alors que l’étoile devenait de plus en plus chaude et plus sombre.

« La matière saigne de la géante rouge et tombe sur la naine, la rendant extrêmement brillante. Ce système a éclaté pour la première fois sous forme de nova en 1975. La brume rouge témoigne des vents stellaires. Son profil sur le site Web de la NASA indique que la nébuleuse est d’environ un quart de celle-ci. une année optique.

Le pont gazeux reliant actuellement l’étoile géante à la naine blanche devrait s’étendre sur environ 3,2 milliards de kilomètres.

Selon l’Agence spatiale européenne, ces étoiles mystérieuses ont surpris les astronomes avec une « explosion semblable à une nova » en 1975, augmentant leur luminosité d’environ 250 fois. Cependant, contrairement à la plupart des novae, elle ne s’est pas éteinte au cours des décennies suivantes. Des observations récentes suggèrent que le système est devenu plus chaud, mais qu’il s’est paradoxalement légèrement atténué.

« Grâce à Hubble et au télescope SOFIA, à la retraite, nous avons résolu l’énigme ensemble. Les données ultraviolettes de Hubble révèlent des températures torrides autour de la naine blanche, tandis que SOFIA a détecté de l’eau s’écoulant à des vitesses incroyables, suggérant… « Il y a un disque de matière en rotation. « .

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Les données UV de Hubble indiquent que la température estimée de la naine blanche et du disque d’accrétion est passée de moins de 220 000 degrés Celsius en 1989 à plus de 250 000 degrés Celsius.

L’équipe de la NASA a également utilisé le télescope volant SOFIA, aujourd’hui retiré, pour détecter l’eau, les gaz et la poussière circulant dans et autour du système. Les données spectroscopiques infrarouges montrent que l’étoile géante, qui produit de grandes quantités de poussière, a retrouvé son comportement normal deux ans seulement après l’explosion, mais qu’elle est devenue plus faible ces dernières années. SOFIA a aidé les astronomes à voir l’eau se déplacer à environ 28 kilomètres par seconde, ce qui, selon eux, est la vitesse du disque d’accrétion sifflant autour de la naine blanche.

(Avec la contribution des agences)

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Trois lancements de missiles spéciaux à surveiller

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Trois lancements de missiles spéciaux à surveiller

Avez-vous vu le lancement du Starship de SpaceX plus tôt ce mois-ci ? Si cela a aiguisé votre appétit pour des lancements de fusées plus avancés, alors vous avez de la chance car cet été verra trois autres lancements de grande envergure.

Attendez-vous à une rare sortie de la fusée Falcon Heavy de SpaceX, au lancement de la première nouvelle fusée et à une tentative d’envoyer des astronautes plus loin dans l’espace que jamais depuis les missions Apollo de la NASA au début des années 1970.

Voici tout ce que vous devez savoir – et les dates de votre agenda.

Mardi 25 juin : Rare lancement et atterrissage tandem

Mission : SpaceX Falcon Heavy lance le satellite GOES-U de la NOAA.

Où regarder : SpaceX site Web ou Chaîne Youtube.

La dixième fusée SpaceX Falcon Heavy sera lancée aujourd’hui depuis le Kennedy Space Center en Floride, mettant en orbite un satellite météorologique NASA/NOAA GOES-U. GOES-U est unique en ce sens qu’il dispose d’un coronographe qui image mystérieusement l’atmosphère extérieure la plus chaude du Soleil, aidant ainsi les physiciens solaires à prédire avec plus de précision la météo spatiale.

Falcon Heavy est un lanceur lourd partiellement réutilisable, et le point culminant sera de voir ses deux propulseurs atterrir côte à côte sur deux plateformes côte à côte.

La NASA et SpaceX visent une fenêtre de lancement de deux heures qui s’ouvrira à 17 h 16 HNE le mardi 25 juin, mais gardez un œil sur SpaceX se nourrit de X Pour un timing précis.

Mardi 9 juillet : Une nouvelle fusée puissante décolle pour la première fois dans le ciel

Mission : Lancer pour la première fois la nouvelle fusée géante en Europe.

Où regarder : Agence spatiale européenne site Web ou Chaîne Youtube.

L’Agence spatiale européenne a confirmé le premier lancement de la sonde Ariane 6 depuis le port spatial européen en Guyane française.

Le nouveau lanceur lourd européen remplace Ariane 5 et dispose d’un étage supérieur rallumable, qui lui permettra de lancer plusieurs missions sur différentes orbites en un seul vol.

Vendredi 12 juillet : Polaris Dawn atteint 870 milles au-dessus de la Terre

Mission : SpaceX Falcon 9 lancera un équipage commercial de quatre astronautes privés dans l’espace à bord d’une capsule Dragon.

Où regarder : SpaceX site Web ou Chaîne Youtube.

Le programme Polaris est un partenariat avec SpaceX qui verra jusqu’à trois missions de vols spatiaux habités pour démontrer de nouvelles technologies. Elle est dirigée par Jared Isaacman, fondateur de Shift4 Payments, parti dans l’espace en tant que commandant de la mission SpaceX Inspiration4 en septembre 2021.

Cette première mission, « Polaris Dawn », verra le vaisseau spatial Dragon avec quatre astronautes (Isaacman, Scott Poteet, Sarah Gillies et Anna Menon) voler à 870 milles au-dessus de la Terre, le niveau le plus élevé depuis les missions Apollo sur la Lune.

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Récupère mes livres Observation des étoiles en 2024, Programme d’observation des étoiles pour débutants Et Quand aura lieu la prochaine éclipse ?

Je vous souhaite un ciel clair et des yeux écarquillés.

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Une source de cristaux liquides de paires de photons

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La conversion ascendante paramétrique spontanée (SPDC), en tant que source de photons intriqués, présente un grand intérêt pour la physique quantique et la technologie quantique, mais jusqu’à présent, elle ne peut être mise en œuvre que dans des matériaux solides. Des chercheurs de l’Institut Max Planck pour la science de la lumière (MPL) et de l’Institut Josef Stefan de Ljubljana, en Slovénie, ont démontré pour la première fois la SPDC dans un cristal liquide. Les résultats ont été récemment publiés dans natureouvrent la voie à une nouvelle génération de sources quantiques : efficaces et accordables par champs électriques.

Diviser un photon en deux est l’un des outils les plus utiles en photonique quantique. Il peut créer des paires de photons intriqués, des photons uniques, de la lumière compressée et des états photoniques encore plus complexes, essentiels aux technologies photoniques quantiques. Ce processus est connu sous le nom de conversion abaisseur automatique (SPDC).

Le SPDC est étroitement lié à la symétrie centrale. Il s’agit de la symétrie par rapport à un point – par exemple, un carré est symétrique au centre mais pas un triangle. Essentiellement, en divisant un photon en deux, le SPDC brise la symétrie centrale. Par conséquent, cela n’est possible que dans les cristaux dont la cellule primaire est asymétrique au centre. La SPDC ne peut pas se produire dans les liquides ou les gaz ordinaires, car ces matériaux sont isotropes.

Cependant, des chercheurs ont récemment découvert des cristaux liquides de structure différente, appelés cristaux liquides nématiques ferroélectriques. Bien qu’ils soient fluides, ces matériaux se caractérisent par une forte rupture de symétrie centrale. Leurs molécules sont allongées, asymétriques et surtout, elles peuvent être réorientées par un champ électrique externe. La réorientation des molécules modifie la polarisation des paires de photons générées, ainsi que le taux de génération. Avec un conditionnement approprié, un échantillon de ces matériaux peut constituer un dispositif extrêmement utile car ils produisent efficacement des paires de photons, peuvent être facilement réglés à l’aide d’un champ électrique et peuvent être intégrés dans des dispositifs plus complexes.

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À l’aide d’échantillons préparés à l’Institut Josef Stefan (Ljubljana, Slovénie) à partir de cristaux liquides nématiques ferroélectriques fabriqués par Merck Electronics KGaA, des chercheurs de l’Institut Max Planck pour la science de la lumière ont appliqué pour la première fois la SPDC à un cristal liquide. . L’efficacité de génération de photons intriqués est aussi élevée que celle des meilleurs cristaux non linéaires, tels que le niobate de lithium, d’épaisseur similaire. En appliquant un champ électrique de quelques volts seulement, ils ont pu activer et désactiver la génération de paires de photons, ainsi que modifier les propriétés de polarisation de ces paires. Cette découverte marque le début d’une nouvelle génération de sources lumineuses quantiques : flexibles, accordables et efficaces.

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