Grandes proyectos relacionados con la física en el país y en el extranjero en 2023

Los principales proyectos nacionales y extranjeros relacionados con la física en 2023 incluyen el importante proyecto de integración del plan de investigación "Nueva Física y Aplicaciones de Control de Campos de Luz" de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, organizado por la Facultad de Física de la Universidad de Pekín en mayo. 29 de septiembre de 2023. La reunión inaugural se celebró con éxito en el nuevo campus de Zhongguan de la Universidad de Pekín.

La nueva tecnología de control del campo de luz es una tecnología que puede controlar con precisión la amplitud, fase, polarización y otras características de la luz. Basado en la distribución espacial y las características de fase del campo de luz, logra un control preciso del campo de luz cambiando la trayectoria de propagación de la luz, ajustando componentes ópticos o utilizando efectos ópticos no lineales. Esta tecnología tiene amplias perspectivas de aplicación e involucra muchos campos, como las comunicaciones ópticas, imágenes, visualización y procesamiento láser.

Un método común de control del campo de luz es utilizar un modulador de luz espacial (Spatial Light Modulator, denominado SLM). SLM utiliza componentes como cristales líquidos, conjuntos de fases ópticas o sistemas microelectromecánicos para ajustar parámetros ópticos como fase, amplitud y polarización. Al programar los píxeles del SLM, se puede generar una distribución compleja del campo de luz para realizar funciones como la transformación de la forma del haz, el control del frente de onda y la división del haz.

1. Comunicación óptica: la tecnología de control del campo de luz puede realizar funciones como transmisión óptica adaptativa, codificación de frente de onda y segmentación de ondas de luz, y mejorar la calidad de transmisión y la capacidad de la comunicación por fibra óptica.

2. Imágenes ópticas: la tecnología de control del campo de luz se puede utilizar en campos como imágenes de superresolución, imágenes con zoom e imágenes tridimensionales. Al controlar la distribución de fases del campo luminoso, se pueden lograr efectos de imagen que superan el límite de difracción óptica tradicional.

3. Pantalla óptica: al aplicar SLM en la pantalla, se puede realizar la visualización de patrones ópticos dinámicos, como imágenes holográficas, pantallas tridimensionales y realidad virtual óptica.

4. Procesamiento láser: la tecnología de control del campo de luz puede lograr un procesamiento de materiales de alta precisión y alta eficiencia en el procesamiento láser. Al controlar la fase y la amplitud de la luz, se pueden realizar aplicaciones como grabado láser, impresión láser y soldadura láser de formas complejas.

Los SLM comunes incluyen moduladores de luz espacial de cristal líquido y rodajas de laberinto (elemento óptico difractivo, denominado DOE). La nueva tecnología de control del campo luminoso tiene amplias perspectivas de aplicación en los campos de la óptica y la optoelectrónica. Puede lograr un control de alta precisión del campo de luz, brindando nuevas oportunidades y direcciones de desarrollo a los campos de las comunicaciones ópticas, imágenes, visualización y procesamiento láser.

La importancia de los grandes proyectos relacionados con la física

1. El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN): El LHC es actualmente el más grande y más alto. colisionador de energía más grande del mundo Uno de los principales objetivos del colisionador de partículas es encontrar el bosón de Higgs, descubrimiento que le valió el Premio Nobel de Física en 2013. El LHC también se compromete a estudiar cuestiones importantes como la materia oscura y la antimateria, que desempeñan un papel clave en la comprensión de las propiedades básicas del universo.

2. Detección de ondas gravitacionales: En 2015, el Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferencia Láser (LIGO) detectó ondas gravitacionales, que es un fenómeno astronómico predicho por la teoría general de la relatividad de Einstein. El descubrimiento de las ondas gravitacionales no sólo verificó la teoría general de la relatividad, sino que también proporcionó nuevos métodos de investigación para la astrofísica, reveló las propiedades peculiares de cuerpos celestes extremos como los agujeros negros y las estrellas de neutrones, y también proporcionó importantes pistas sobre la evolución del universo. y cuestiones importantes en cosmología.

3. Gran Colisionador Electrones-Positrones (LEP) del CERN: LEP es un colisionador toroidal de electrones y positrones que funcionó desde 1989 hasta 2000. El objetivo principal del LEP es estudiar las interacciones electrodébiles en la física de partículas. Su resultado más famoso es el descubrimiento de varias poblaciones nuevas de leptones y neutrinos. LEP juega un papel importante en el desarrollo de la física de partículas y la verificación del Modelo Estándar.