Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Супертег РИА Наука
РИА Наука

Физики из России создают кристаллы с аномальными оптическими свойствами

© Фото представлено авторами статьиКристаллы изумрудов
Кристаллы изумрудов

МОСКВА, 6 мар – РИА Новости. Российские физики предсказали существование необычных кристаллов, в которых лучи света будут преломляться неодинаковым образом на разных длинах волн, что поможет создать более эффективные системы передачи данных и новые элементы световых компьютеров, говорится в статье, опубликованной в журнале Optica.

"В действительности, о возможности существования множества оптических осей в периодических прозрачных структурах писали ещё в середине XX века, например, наш нобелевский лауреат Виталий Гинзбург. Однако в естественных кристаллах такие эффекты невозможны из-за малости периода, а технологий изготовления качественных композитов тогда не было", — рассказывает Алексей Щербаков из Московского физико-технического института в Долгопрудном.

Щербаков и его коллеги уже долгое время работают над созданием алгоритмов, которые позволяли бы просчитывать оптические свойства различных искусственных кристаллов и структур, состоящих из кусочков различных материалов, используя мощности компьютерных видеокарт. Недавно его команда создала программу, которая позволяет быстро и точно просчитывать свойства оптических компонентов систем связи и световых компьютеров будущего.

Лососевая путина на Сахалине
Зеркальная чешуя сардин, сельди и шпрот нарушает законы оптикиЧешуя европейских сардин, атлантической сельди и шпрот оказалась устроена таким образом, что нарушает классические законы оптики и позволяет этим рыбам достигать максимальной отражательной способности и становиться незаметными для хищников со всех углов зрения, заявляют британские физики в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics.

В своей новой работе Щербаков и студент Андрей Ушков применили часть этих алгоритмов для изучения свойств материалов, похожих на так называемые двупреломляющие кристаллы – структуры, расщепляющие луч света на две половины. Траектория луча света при движении через такие объекты зависит от его поляризации — неполяризованный свет будет беспрепятственно проходить через него, а поляризованные волны будут преломляться особым образом.

Подобные кристаллы сегодня активно используются физиками при создании источников запутанных фотонов для систем квантовой криптографии, а некоторые виды рыб, как оказалось, "изобрели" подобные структуры для скрытия себя от хищников, плавающих сверху и снизу. Как отмечает пресс-служба ВУЗа, подобные кристаллы могли использоваться уже викингами для поиска Солнца за облаками на небе.

Так художник представил себе стокновение сверхмалых частиц
Ученые: "виртуальный свет" поможет ускорить квантовые компьютерыИтальянские физики выяснили, что одна частица света может одновременно воздействовать сразу на два атома, что можно использовать для повышения надежности кубитов, базовых ячеек квантовых компьютеров, и ускорения их работы.

Аналоги таких структур, как рассказывают ученые, можно создать, используя метаматериалы и фотонные кристаллы – конструкции из множества кусочков прозрачных и непрозрачных для волн материалов, комбинация которых будет обладать крайне необычными оптическими свойствами. Расчеты Щербакова и Ушкова показывают, что существуют еще и кристаллы, являющиеся  своеобразным  "потерянным звеном эволюции" между обычными кристаллами с классическими оптическими свойствами, и метаматериалами.

Такие "композитные" кристаллы, как обнаружили ученые из МФТИ, состоят из крайне небольших кусочков материалов с похожими оптическими свойствами, комбинация которых при определенных условиях порождает эффекты, не существующие в природе. К примеру, в таких кристаллах появляются "лишние" оптические оси (до десяти осей вместо двух, как в природных двупреломляющих кристаллах), а направление преломления света начинает зависеть от длины волны.

Установка по сжатию одиночных частиц света
Британские физики научились "сжимать" одиночные фотоныФизики из Кембриджского университета впервые смогли "сжать" одиночные частицы света, что раньше считалось невозможным трюком по мнению целого ряда теоретиков, и что позволит создавать мощные и очень чистые источники лазерного излучения.

Пока они не были созданы на практике, однако существующие на сегодняшний день технологии, в принципе, позволяют создавать такие кристаллы. Если физикам удастся их получить, то они смогут создать новые типы оптических устройств для микроэлектроники и систем передачи данных, управляющие поляризацией световых волн.

Рекомендуем
Владимир Познер
Познер оценил требование лишить Урганта гражданства
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала