Суперосцилляция
Суперосцилляция — это явление, при котором сигнал, глобально ограниченный по полосе, может содержать локальные сегменты, которые колеблются быстрее, чем его самые быстрые компоненты Фурье . Идея первоначально приписывается Якиру Ааронову и стала более широко известна благодаря работам Майкла Берри , который также отмечает, что аналогичный результат был известен Ингрид Добеши . [1] [2]
В 2007 году Хуанг экспериментально наблюдал явление оптических суперколебаний в картинах дифракции света, проходящего через квазипериодические массивы наноотверстий. [3] Наблюдались оптические фокусы, значительно меньшие дифракционного предела. Результаты соответствовали моделированию без затухающих волн. [4] В 2009 году Хуанг и др. продолжили разработку теоретических моделей для разработки масок суперколебаний, которые могут обеспечить экстремальную концентрацию света и получение изображений с произвольным разрешением. [5] Практический метод построения суперколебаний и обсуждение их потенциала для квантовой теории поля были даны Ахимом Кемпфом . [6] Хреммос и Фикиорис предложили метод построения суперколебаний, аппроксимирующих искомый полином с произвольной точностью в пределах заданного интервала. [7] В 2013 году была продемонстрирована экспериментальная генерация бездифракционных суперколебательных оптических пучков произвольной формы. [8] Два года спустя, в 2015 году, экспериментально было показано, что суперколебания могут генерировать особенности, во много раз меньшие дифракционного предела. Эксперимент был проведен с использованием видимого света, продемонстрировав повышенное разрешение до 35 нм. [9] Кемпф и Феррейра доказали [10] что суперколебания возникают за счет динамического диапазона, который должен увеличиваться экспоненциально с количеством суперколебаний и полиномиально с частотой суперколебаний.
Суперколебательные формы волн рассматриваются как возможный практический инструмент для инженерных приложений, таких как оптическое сверхразрешение, то есть разрешение за дифракционным пределом. [11] [12]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Берри, М.В., 1994, «Быстрее, чем Фурье», в «Квантовой когерентности и реальности»; на праздновании 60-летия Якира Ахаронова (Дж. С. Анандан и Дж. Л. Сафко, ред.) World Scientific, Сингапур, стр. 55-65.
- ^ Берри, М.В.; Деннис, MR (2009). «Естественные суперколебания в монохроматических волнах в D измерениях ». Физический журнал A: Математический и теоретический . 42 (2): 022003. doi : 10.1088/1751-8113/42/2/022003 . S2CID 120985111 .
- ^ Хуан, Фу Мин; Желудев, Николай; Чен, Ифан; Хавьер Гарсия Де Абахо, Ф. (2007). «Фокусировка света массивом наноотверстий». Письма по прикладной физике . 90 (9): 091119. arXiv : физика/0611056 . Бибкод : 2007ApPhL..90i1119H . дои : 10.1063/1.2710775 . S2CID 10434523 .
- ^ Хуан, Фу Мин; Чен, Ифан; Гарсия Де Абахо, Ф. Хавьер; Желудев, Николай И. (2007). «Оптическое сверхразрешение за счет суперколебаний» (PDF) . Журнал оптики A: Чистая и прикладная оптика . 9 (9): С285–С288. дои : 10.1088/1464-4258/9/9/S01 .
- ^ Хуан, Фу Мин; Желудев, Николай И. (2009). «Суперразрешение без затухающих волн». Нано-буквы . 9 (3): 1249–1254. arXiv : 0812.0508 . Бибкод : 2009NanoL...9.1249H . дои : 10.1021/nl9002014 . ПМИД 19182908 . S2CID 14091064 .
- ^ Кемпф, Ахим (2000). «Черные дыры, полосы пропускания и Бетховен». Журнал математической физики . 41 (4): 2360–2374. arXiv : gr-qc/9907084 . Бибкод : 2000JMP....41.2360K . дои : 10.1063/1.533244 . S2CID 14858993 .
- ^ Хреммос, Иоаннис; Фикиорис, Джордж (2015). «Суперколебания произвольной полиномиальной формы» . Физический журнал A: Математический и теоретический . 48 (26): 265204. arXiv : 1504.04822 . Бибкод : 2015JPhA...48z5204C . дои : 10.1088/1751-8113/48/26/265204 . S2CID 119137509 .
- ^ Гринфилд, Элад; Шли, Ран; Гурвиц, Илан; Немировский, Джонатан; Макрис, Константинос Г.; Сегев, Мордехай (2013). «Экспериментальная генерация бездифракционных суперколебательных оптических пучков произвольной формы» . Оптика Экспресс . 21 (11): 13425–13435. Бибкод : 2013OExpr..2113425G . дои : 10.1364/oe.21.013425 . ПМИД 23736595 . S2CID 31157421 .
- ^ Дэвид, Асаф; Йонай, Бергин; Блау, Йохай; Долев, Шимон; Бартал, Гай (2015). «Наномасштабное формирование и фокусировка видимого света в плоских волноводах металл-оксид-кремний» . Оптика . 2 (12): 1045–1048. Бибкод : 2015Оптика...2.1045D . дои : 10.1364/OPTICA.2.001045 .
- ^ Феррейра, PJSG; Кемпф, А. (2006). «Суперколебания: быстрее, чем скорость Найквиста» (PDF) . Транзакции IEEE по обработке сигналов . 54 (10): 3732–3740. Бибкод : 2006ITSP...54.3732F . дои : 10.1109/TSP.2006.877642 . S2CID 17467946 .
- ^ Томсон, Лаура К.; Буассель, Янник; Уайт, Грэм; Яо, Эрик; Кортиал, Йоханнес (2008). «Моделирование голографии сверхразрешения для оптического пинцета» (PDF) . Новый журнал физики . 10 (2): 023015. Бибкод : 2008NJPh...10b3015T . дои : 10.1088/1367-2630/10/2/023015 .
- ^ Желудев, Николай И. (2008). «Какой дифракционный предел?». Природные материалы . 7 (6): 420–422. Бибкод : 2008NatMa...7..420Z . дои : 10.1038/nmat2163 . ПМИД 18497841 . S2CID 30418364 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Статья Ars Technica о суперосцилляции
- Маккормик, Кэти (16 мая 2022 г.). «Загадочный квантовый сценарий, похоже, не способствует сохранению энергии» . Журнал Кванта . Проверено 17 мая 2022 г.
 | Эта математической физике статья, посвященная , незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |