Eksperimen celah ganda pertama dilakukan dalam dimensi waktu

Untuk pertama kalinya, fisikawan melakukan eksperimen celah ganda dengan celah temporal, bukan celah spasial. Penyebaran frekuensi berkas cahaya menyebabkan tumpang tindih dalam spektrum warna.

London, Inggris). Dalam fisika, percobaan celah ganda dengan dua celah spasial adalah salah satu yang paling terkenal. Seberkas atom, foton, atau elektron diarahkan ke celah dua celah. Kemudian detektor di belakang bukaan melihat bukaan dengan dua celah garis gelap dan terang, yang menandakan bahwa partikel tersebut adalah gelombang yang dapat dibatalkan atau diperkuat.

fisik Imperial College London Dia sekarang, untuk pertama kalinya, melakukan eksperimen celah ganda dalam waktu dan bukan ruang. Menurut apa yang diterbitkan di majalah khusus Fisika Alam Seberkas cahaya tidak melewati dua celah yang berdekatan, tetapi melalui celah yang membuka dan menutup dalam beberapa ratus femtosekon. Ini menghasilkan dua slot yang dipisahkan oleh waktu.

Bahan Semikonduktor Indium Tin Oxide (ITO).

Untuk dapat membuka dan menutup celah dalam beberapa ratus femtosekon, fisikawan menggunakan bahan semikonduktor indium tin oxide (ITO). Bahan ini dapat mengubah reflektifitasnya dan berubah dari keadaan yang sangat reflektif dan hampir buram menjadi keadaan semi-transparan dengan memberikan energi, misalnya melalui pulsa laser pendek.

Para ilmuwan pertama kali memaparkan ITO transparan ke cahaya inframerah dengan panjang gelombang 1.300 nanometer, yang diarahkan ke bahan dengan sudut datang 60 derajat. Detektor menangkap cahaya yang dipantulkan pada sudut berlawanan 60 derajat. Sebagian besar waktu, hanya sejumlah kecil radiasi yang terdeteksi karena bahan semikonduktornya transparan. Hanya selama dua fase pendek, yang disebut fase celah, ITO memantulkan radiasi insiden.

Masukkan spektrum warna

Dalam percobaan celah ganda dengan celah spasial, distribusi radiasi berubah. Namun, eksperimen celah ganda, yang sekarang dilakukan dalam dimensi waktu, telah mengubah frekuensinya, yang berarti cahaya merambat ke panjang gelombang yang berbeda. Jadi radiasi dengan bandwidth lebar mengenai detektor.

“Sinar uji diperluas secara spektral dan menampilkan frekuensi baru hingga sepuluh bandwidth jauhnya dari frekuensi pembawa asli.”

Celah ganda dalam dimensi waktu mengubah warna cahaya dan menghasilkan gelombang cahaya berwarna berbeda yang berinteraksi satu sama lain. Interferensi memperkuat beberapa panjang gelombang sambil melemahkan atau membatalkan yang lain. Ini berarti tidak ada pola area terang dan gelap di detektor, melainkan rentang osilasi frekuensi.

Ini mempengaruhi lebar osilasi frekuensi yang mengganggu

“Dengan ini, kami melakukan versi sementara dari eksperimen double-beam klasik. Seberkas cahaya yang diarahkan dua kali melalui slot waktu menciptakan interferensi dalam spektrum frekuensi.”

Menurut pengukuran, celah waktu ganda mengubah lebar osilasi frekuensi yang tumpang tindih. Pita interferensi yang terlihat ditentukan oleh bentuk interval.

Jadi percobaan kami mengungkapkan lebih banyak tentang sifat dasar cahaya. Pada saat yang sama, ini bisa berfungsi sebagai titik awal pengembangan material yang mengendalikan cahaya dalam ruang dan waktu.”

Fisika Alam, doi: 10.1038/s41567-023-01993-w