Запертый сгусток света поможет в создании устройства для анализов на дому

МОСКВА, 20 ноя — РИА Новости. Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) в составе международного научного коллектива продлили жизнь особого состояния света, возникающего на границе холестерического жидкого кристалла и слоистой среды. Это поможет создавать устройства для взятия медицинских анализов в домашних условиях. Результаты исследования опубликованы в журнале Crystals.

Оптическое состояние, исследованное научной группой — это сгусток света, который образуется на границе двух различных сред, исполняющих роль зеркал. За счет множественного переотражения в этих зеркалах свет попадает в своеобразную "ловушку" и оказывается "запертым" на границе.

Так, при падении света на границу среды, появляются отраженные и преломленные лучи. В случае предельного угла полного отражения может возникать луч, скользящий вдоль границы — световая поверхностная волна.

«

"В отличие от других поверхностных волн, в случае луча, падающего перпендикулярно поверхности, волна останавливается и не переносит энергию вдоль границы. Такое явление называют таммовским оптическим состоянием", — рассказал руководитель научной группы, профессор кафедры теоретической физики и волновых явлений СФУ Степан Ветров.

Остановившийся свет получилось закрутить как юлу, с помощью холестерического жидкого кристалла. Этот жидкий кристалл не обладает зеркальной симметрией, потому что состоит из ориентированных продолговатых молекул, направление которых закручивается в спираль, подобно винтовой лестнице.

Получившийся "световой волчок" живет дольше обычных волн. Ученые дали ему название – хиральное оптическое таммовское состояние.

"Очень важно, что новое состояние оказалось относительно долгоживущим — оно длится пикосекунды. За это время свет успевает отразиться от зеркал тысячи раз. Рассчитываем, что наши исследования помогут со временем создать новые типы микролазеров и биосенсоров", — прокомментировала доцент кафедры физики СФУ Наталья Рудакова.

По словам ученых, полученные биосенсорные системы будут чрезвычайно высокочувствительными, что позволит проводить анализ крови на дому и получать быстрый, точный результат. И это не все из возможных новинок, которые могут войти в нашу действительность благодаря открытию физиков.

Совместно с СФУ в исследовании принимали участие ученые из Института физики им. Л. В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН и Национального университета Чиао-Тун (Тайвань).