Красноярские физики рассчитали, как поймать свет с помощью диэлектрических шариков

24.01.2017



Ученые предложили использовать в качестве "ловушки" для электромагнитных волн цепочку из одинаковых диэлектрических шариков

МОСКВА, 23 января. /ТАСС/. Ученые из Института физики имени Л. В. Киренского Сибирского отделения РАН и Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М. Ф. Решетнева предложили использовать в качестве "ловушки" для электромагнитных волн цепочку из одинаковых диэлектрических шариков. Об этом сообщила группа научных коммуникаций Красноярского научного центра СО РАН.

Такая цепочка будет вести себя как световод, который улавливает и захватывает свет, падающий на него под любым углом. Результаты расчетов опубликованы в журнале Advanced Electromagnetics.

"Цепочка идентичных шариков диаметром около одного микрона, выстроенных в идеальную линию, будет улавливать свет. Стоит посветить на цепочку, и свет уже не покинет ее до тех пор, пока мы не разорвем цепочку или не произведем с ней какие-нибудь манипуляции, например, нагреем", - приводит пресс-релиз слова доктора физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ФИЦ КНЦ СО РАН, профессор СибГАУ Евгений Булгаков.

Для передачи электричества используют провода. В этом случае электромагнитное излучение "заперто" в проводе. Для передачи радиосигналов на длинных волнах человек использует ионосферу Земли, а для передачи света были придуманы световоды - диэлектрические нити с оптически прозрачной сердцевиной и отражающей оболочкой, которая "запирает" свет внутри.

"Ловушка" для света

Красноярские физики в рамках проекта Российского научного фонда исследуют возможность не только передачи, но и "поимки" света в открытых оптических системах. Для поимки света используется хорошо известное явление интерференции, при которой идущие навстречу друг другу волны усиливают либо гасят друг друга в зависимости от того, совпадают их пики при встрече или нет. В случае со световой волной проблема с поимкой состоит в том, что волна одна, но ее нужно каким-то образом сначала разделить, а потом заставить совпадать саму с собой нужным образом в нужном месте, чтобы она не вышла за пределы ограниченного пространства.

"Мы пришли к идее нитки из диэлектрических шариков, которая будет улавливать и запирать свет. Свет, падающий на один шарик, рассеивается во все стороны. В системе из двух шариков часть света начнет блуждать между шариками, но опять рассеется. Мы провели расчеты и показали, что цепочка из ста шариков уже способна поймать свет", - рассказал доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией теории нелинейных процессов Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) Алмаз Садреев.

В настоящее время подобные эффекты рассматриваются как основа для разработки устройств по захвату волн самой разной длины и разной природы. По мнению ученых, теоретически можно создавать улавливающие конструкции для звуковых, электромагнитных и квантовых волн. После первых публикаций по теме "поимки" света, которые вышли несколько лет назад, начался подъем исследований.

Сейчас в лидерах исследований по "поимке" света - США, Китай, Корея, где уже проводят и теоретические расчеты, и первые эксперименты. Российские ученые надеются, что теория и практика ловушек для света скоро встретятся и в России, что принесет новые результаты.

Подробнее на ТАСС: http://tass.ru/nauka/3964911

Подразделы

Объявления

©РАН 2017