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研RCTD-176究人员开发新方法来打破互惠法则

物理学 2022-07-04 23:59:05

阿尔托大学 学分:王/阿尔托大学 由阿尔托大学领导的一个国际研究小组发现了一种打破电磁世界中互易定律的新的简单方法,即通过及时周期性地改变材料的性质

这一突破可能有助于创造高效的非互易设备,如紧凑型隔离器和循环器,这是下一代微波和光通信系统所需要的

当我们透过窗户看到街上的邻居时,邻居也能看到我们

这叫互惠,是自然界最常见的物理现象

在两个源之间传播的电磁信号总是受互易定律支配:如果来自源A的信号能被源B接收,那么来自源B的信号也能被源A同等效率地接收

阿尔托大学、斯坦福大学和瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究人员已经成功地证明,如果传播介质的性质随时间周期性地变化,则可以打破互易定律

传播介质是指光和电磁波在其中存活并从一点传播到另一点的材料

研究小组从理论上证明,如果介质被塑造成不对称的结构,并且其物理性质随时间在全球范围内变化,那么源A产生的信号可以被源B接收,但不能被源B接收

这产生了很强的不可逆效应,因为来自源B的信号不能被源A接收

“这是物理界和工程界的一个重要里程碑

阿尔托大学博士后王说:“我们需要单向光传输用于各种应用,比如稳定激光操作或设计未来的通信系统,比如增加信道容量的全双工系统。”

以前,产生不可逆效应需要外部磁体偏置,这使得设备体积庞大,温度不稳定,有时与其他组件不兼容

新的发现提供了最简单和最紧凑的方式来打破电磁互易性,而不需要笨重的磁体

“这种‘只限时间’的变化让我们能够设计简单紧凑的材料平台,能够单向光传输,甚至放大,”陈旭解释说

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