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

Российские физики сделали большой шаг к созданию "плащей-невидимок"

© Shamkhi et al. / arXiv 2019 Увеличенные копии наночастиц, созданных в лабораториях Университета ИТМО
Увеличенные копии наночастиц, созданных в лабораториях Университета ИТМО
МОСКВА, 17 июн – РИА Новости. Физики из Университета ИТМО и ряда зарубежных научных центров выяснили, как можно заставить наночастицы рассеивать свет не назад или вперед, а вбок. Это поможет создать "невидимые" метаматериалы, а также новые типы датчиков и голограмм, пишут ученые в журнале Physical Review Letters.

"Мы впервые объединили эффекты Керкера и анти-Керкера и вышли на новый уровень управления светом. Причем проблема была в нехватке физического понимания процесса и сведений о параметрах, придающих объектам такой уникальный оптический отклик. А нам и нашим зарубежным коллегам удалось их описать", – рассказывает Александр Шалин из Университета ИТМО.

Свет совершенно по-разному рассеивается, взаимодействуя с крупными телами материального мира, такими как линзы, зеркала или тело человека, и с небольшими объектами, в том числе атомами и наночастицами, чьи размеры заметно меньше, чем длина его волны.
Сила их взаимодействий в последнем случае будет сильно зависеть от свойств самих фотонов, что порождает массу любопытных эффектов, в частности то, почему небо окрашено в синий цвет и почему оно становится красным во время закатов и рассветов.
Это свойство света сегодня активно используется при разработке различных оптических метаматериалов, "нарушающих" законы оптики, в работе климатических спутников и целого ряда других научных приборов.
Так художник представил себе наночастицу, свечением которой можно управлять
Российские физики создали "радужные" наночастицы для компьютеров будущего
Одна из самых необычных форм рассеяния света, как отмечают Шалин и его коллеги, была открыта еще в середине прошлого века известным американским физиком Милтоном Керкером. Наблюдая за тем, как свет взаимодействовал с частичками аэрозолей, он обнаружил, что в некоторых случаях он рассеивался не в случайных направлениях, а двигался исключительно вперед по отношению к его изначальному источнику.
Существует еще один похожий эффект, заставляющий свет двигаться не вперед, а назад. Ученые достаточно давно пытаются использовать оба этих свойства света для того, чтобы научиться эффективно управлять его движением внутри световых чипов, для создания "плащей-невидимок" и других подобных конструкций.
Год назад, как отмечает Шалин, его коллеги из Австралии создали трехслойные наночастицы, похожие по структуру на луковицу, в которых одновременно наблюдался и тот, и другой эффект, в результате чего они начинали рассеивать свет вбок, а не вперед или назад.
Эта идея привлекла внимание российских физиков и их зарубежных соратников, задумавшихся о том, можно ли достичь подобного эффекта, используя более просто устроенные наночастицы. Просчитав их структуру при помощи уравнений Максвелла и компьютерных моделей, ученые изготовили наночастицы, способные взаимодействовать с микроволновым излучением, и проследили, как они будут вести себя при облучении подобными волнами.
Как показали эти опыты, и одиночные наночастицы, миниатюрные кубы из кремния длиной в 250 нанометров, и листы из подобных структур одинаково хорошо рассеивали свет вбок, почти не отражая его назад и не пропуская вперед.
Скафандр полужесткого типа Орлан-ДМА №5 в музее истории космодрома Байконур
Физики решили проблему космической радиации при полете человека на Марс
За счет этого, по словам физиков, решетку из них можно сделать невидимой: внешние поля частицы будут подавлять друг друга, в то время как внутреннее поле будет только усиливаться. Такие решетки или отдельные частицы можно применять, например, для сенсоров, нелинейных устройств и голограмм.
Первые опыты такого рода Шалин и его коллеги уже провели, и в скором времени результаты этих экспериментов будут опубликованы в ведущих научных журналах мира.
Рекомендуем
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала