Ljus som skickas in i en fotonisk kristall kan inte gå djupare än den så kallade Bragg-längden. Djupare inuti kristallen, ljus av ett visst färgområde kan helt enkelt inte existera. Fortfarande, forskare vid University of Twente, University of Iowa och University of Copenhagen lyckades bryta mot denna lag:De styrde ljuset in i en kristall med ett programmerat mönster, och visade att den kommer att nå platser långt bortom Bragglängden. De publicerar sina resultat i Fysiska granskningsbrev .

Fotoniska kristaller har ett regelbundet mönster av nanoporer etsade i kisel. De är vanligtvis utformade för att fungera som en spegel för ett visst färgområde av ljus. Inuti kristallen, ljus av dessa färger är "förbjudet." Även om du skulle kunna placera en atom inuti kristallen som vanligtvis avger en färg, det kommer att sluta avge ljus. Den så kallade Bragg-längden är den maximala sträckan som ljus tillåts färdas, enligt en välkänd fysiklag.

Denna egenskap kan användas för att skapa perfekta speglar för vissa våglängder och förbättrar även solceller. Fortfarande, om det finns en skylt som säger "förbjudet" någonstans, det är alltid lockande att åka dit. Forskarna visade att ljus kan tränga in i den fotoniska kristallen mycket djupare än Bragg -längden.

De lyckades göra detta genom att använda ljus som var förprogrammerat och genom att använda de små brister som alltid blir resultatet av att skapa nanostrukturer. Dessa ofullkomligheter gör att ljusvågor sprids slumpmässigt inuti kristallen. Forskarna programmerade ljuset på ett sådant sätt att varje plats inuti den fotoniska kristallen kunde nås. De visade till och med en ljuspunkt på fem gånger Bragg-längden, där ljuset förstärks 100 gånger istället för att minska 100 till 1000 gånger.

Stabila qubits

Detta anmärkningsvärda resultat kan användas för att skapa stabila kvantbitar för en ljusdriven kvantdator. Den "förbjudna effekten" kan också användas i miniatyrljuskällor på chip och lasrar.

Papperet "Rymligt formande vågor för att tränga djupt inuti ett förbjudet gap, " av Ravitej Uppu, Manashee Adhikary, Cornelis Harteveld och Willem Vos kommer att publiceras i Fysiska granskningsbrev den 30 april och den markeras i Fysik .