第一千二百四十八章 ：光子时空晶体材料 (3/4)

更容易实现的一种打破现有材料研发基础理论的材料。

    从理论来说，这是一种介电参数在空间和时间上均呈现周期性调制的人工材料结构。

    是从光子晶体材料上延伸而出，引入了时间与空间两个复杂维度设计的新方向。

    相对比极端密度材料、量子简并态材料这些几乎没有多少研究的领域来说，光子时空晶体好歹还有点研究基础。

    事实上，光子晶体的概念早在上个世纪八十年代末就已经有人提出来了。

    最初是在光学领域由亚布隆诺维奇和约翰两位教授提出的，指具有光子带隙特性的人造周期性电介质结构，有时也称为PBG光子晶体结构。

    由于这种结构的周期尺寸与“禁带”的中心频率对应的波长可比拟，所以这种结构在微波波段比在光波波段更容易实现。

    而光子时空晶体是徐川在光子晶体理论上进一步拓展延伸开来的，它代表了光子晶体概念在时间维度的拓展，旨在实现对光、电磁波、声波等各种波形更精密和灵活的操控。

    最为核心的，便是将光子晶体的二维隙带结构拓展到三维块材料结构上。

    如果能够做到的话，那么这种材料能够打破了时间平移对称性，导致系统能量不再守恒。（能量可从外部调制中获取或耗散）。

    其最显著的特征之一是在动量空间中形成带隙。与此相关的传递波会呈现指数增长或衰减。

    这种现象涉及到物理学中一个被称作‘时间反射’的现象。

    简单的来说，时间反射会产生频率的偏移。

    这相对容易理解，就像从遥远星系中看到的红移，在反射之前是蓝色的光变成黄色，绿光变成红色。

    比如一颗距离我们上百亿光年之外的蓝巨星，它发出的光本来是频率更短的蓝光。但这束蓝光在宇宙中传播的时候，会随着时间产生频率的偏移，等它传播了一百亿年，抵达地球的时候，光波就从波长450纳米的蓝光变成700纳米以上的红光了。

    这也是为什么观测遥远的宇宙通常需要使用红外望远镜的原因。

    而时间反射现象与时间晶体有关，时间晶体的原子形成的图案在时间上重复，就像普通晶体在空间中一样。

    但时间反射要求介质的性质在波的两倍以上的频率下发生变化，这意味着阻止时间反射的关键障碍是相信它需要大量的能量来在材料的间隙中创建时间界面。

    所以构造这种材料的核心，便是其内部的周期性结构。

    理论上来说，构建光子时空晶体需要使得光在传播过程中表现出与传统材料截然不同的行为。

    当光与波通过光子时空晶体时，特定频率的光和波会被禁带效应所阻挡，形成“光波带隙”。

    这意味着，光子时空晶体能够限制某些频率的光与波传播，同时允许其他频率的光波顺畅通过。

    这种特性为光波的控制提供了前所未有的可能性。

    想象一下，当一种材料能够在能量供应十足的情况下，稳定且无限制的放大光波是一种怎样的场景？

    大部分人的第一想法或许就是‘高能激光’不就无敌了么？

    是的！

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