Квантовые исследователи из Калгари открывают новые способы применения алмазов, нарушающие правила

Есть старая поговорка о девушках и бриллиантах. Вероятно, оно еще не состарилось. Более уместной в 2026 году поговоркой могло бы стать то, что алмазы — лучшие друзья квантовых ученых, особенно благодаря открытию, сделанному в Университете Калгари.

В начале декабря 2025 года исследователи из Университета Калгари Лаборатория квантовой нанофотоники опубликовал статью, в которой изложено открытие фундаментальных свойств алмазов и их связи с использованием в квантовой нанофотонике — в основном, крошечных структур и физики того, как они взаимодействуют со светом.

бумага описывает, как исследователи смогли продемонстрировать то, что известно как генерация второй гармоники — или преобразование одного цвета света в другой посредством изменения частоты и длины световой волны — в алмазах. До этого открытия считалось, что алмазы имеют слишком симметричную кристаллическую структуру, чтобы добиться такого оптического преобразования.

«Мы не только нарушаем правила, наблюдая за этими эффектами, но и делаем это таким образом, что можем контролировать, насколько сильно мы нарушаем правила».

Доктор Пол Барклай,
Университет Калгари

«Алмаз традиционно не является материалом, который был бы совместим с эффектами, которые мы наблюдаем в нашей статье», — сказал в интервью BetaKit доктор Пол Барклай, профессор университетского факультета физики и астрономии и руководитель лаборатории квантовой нанофотоники. “Существует целый класс применений, связанных с преобразованием длины волны, которые невозможны в алмазе по фундаментальным причинам, связанным с природой кристалла алмаза. Таким образом, мы не только нарушаем правила, наблюдая эти эффекты, но и делаем это таким образом, что можем контролировать, насколько сильно мы нарушаем правила”.

Используя крошечные дефекты в кристаллической структуре алмазов, исследовательская группа смогла обойти существовавшие ранее ограничения, что позволило найти новые возможности использования алмазов в области квантовой нанофотоники.

«Алмаз очень хорошо справляется с большой мощностью лазера — вы можете получить большую мощность, не разрушая материал», — сказал Сигурд Флоган, научный сотрудник лаборатории, который руководил экспериментами, приведшими к этому открытию.

«Поэтому то, что мы можем сделать с нашим открытием сейчас, — это, в принципе, создать оптический переключатель, лазер или модулятор, который сможет выдерживать гораздо большую мощность, чем достижимо в настоящее время», — добавил Флоган.

СВЯЗАННЫЙ: Альберта выделит 55 миллионов долларов на строительство технологического и научного центра в Университете Калгари

Практические примеры, по словам Флогана, могут включать варианты использования в таких вещах, как центры обработки данных, производство мощных лазеров и оптическая обработка.

Хотя результаты лаборатории были опубликованы в декабре, Флоган сказал, что исследования продолжаются уже несколько лет, и исследователи впервые наблюдали это явление три года назад.

«Эти эксперименты проводились в конце 2023 года и продолжались до 2024 года. Однако окончательного представления и модели того, что происходило, у нас не было до начала 2025 года», — сказал Флоган.

Отчеты BetaKit Prairies частично финансируется YEGAFнекоммерческая организация, занимающаяся распространением бизнес-историй в Альберте.

Изображение предоставлено Unsplash. Фото автора Бас ван ден Эйкхоф.