Исследователи из Массачусетского технологического института, создавшие в прошлом году материал, способный улавливать и останавливать свет, теперь разработали более фундаментальное понимание процесса. Новая работа, способная объяснить некоторые основные физические механизмы, показала, что данное поведение связано с широким диапазоном других очевидно несвязанных явлений. Результаты опубликованы в издании Physical Review Letters. Обычно свет можно ограничивать лишь зеркалами, либо с помощью специальных материалов, таких как фотонные кристаллы. Оба подхода блокируют лучи света. Прошлогоднее открытие представило новый метод, с которым волны уравновешивают собственные области излучения. Новая работа показала, что этот процесс улавливания света, включающий закручивание направления поляризации света, основан на типе вихря; подобный феномен стоит за множеством явлений, от торнадо до водной воронки. Помимо раскрытия механизма, ответственного за улавливание света, новый анализ показал, что состояние ловушки намного более стабильно, чем считается, благодаря чему его легко производить и сложно нарушить. «Это состояние ловушки считается весьма хрупким и непонятным», сказал постдок Бо Чжень. „Однако, как выясняется, оно вполне может существовать“. В наиболее естественном свете направление поляризации, которое вполне можно понимать как направление вибрации световых волн, остается неподвижным. Этот принцип позволяет поляризовать, например, темные очки: свет, отраженный от поверхности, выборочно поляризуется в одном направлении; иногда этот отраженный свет может блокироваться поляризационными фильтрами, расположенными к нему под прямым углом. Однако в случае с улавливающими свет кристаллами световые волны, которые поступают в материал, поляризуются так, что формируют завихрение, сказал Чжень, и направление поляризации меняется в зависимости от направления луча. Поскольку в каждой точке завихрения поляризация различается, она производит сингулярность, также известную как топологический дефект, и ее центр, улавливая свет точно в этой точке. Постдок Чиа Вей Сю сообщил, что феномен позволяет производить нечто под названием векторный луч, специальный тип лазерного луча, потенциально позволяющий создавать небольшие ускорители частиц. Подобные устройства могут использовать эти векторные лучи для разгона частиц и сталкивания их друг с другом; возможно, в будущем это позволит проводить высокоэнергетические эксперименты буквально на столе, в то время как сегодня для них требуются большие туннели шириной несколько миль. Открытие также легко позволит реализовать получение изображений со сверхвысоким разрешением (с помощью метода под названием микроскопия стимулированного истощения эмиссии) и может допустить отправку гораздо большего количества каналов данных через единственное оптическое волокно. «Эта работа — большой пример того, как предположительно хорошо изученные физические системы способны содержать в себе богатые и неоткрытые феномены, которые легко выявить, если копнуть в нужном направлении», заключил доцент Ий Дон Чон из технологического университета Наньяна в Сингапуре, не принимавший участия в исследовании. 26.12.2014 |
Хайтек
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом | |
С помощью большой языковой модели инженеры Мас... |
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка | |
Слабые флуктуации в сверхпроводимости, яв... |
Роняйте на здоровье. Разработан материал для электроники с адаптивной прочностью | |
Неприятности случаются каждый день, и есл... |
2-фотонная фотоэмиссионная спектроскопия помогла понять поведение электронов | |
Органическая электроника — область,... |
Печатный полимер позволяет изучить хиральность и спины при комнатной температуре | |
Печатаемый органический полимер, который при&n... |
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах | |
Исследовательская группа, работающая в UN... |
PRL: Ученые продвинулись в управляемом ускорении электронов в микромасштабе | |
Исследователи из Стэнфорда приблизились к... |
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий | |
Когда речь заходит о сверхпроводящих куби... |
Optica Quantum: Ученые разработали новый метод определения квантовых состояний | |
Ученые из Университета Падерборна примени... |
Физики впервые услышали звуки "схлопывания" тепла в сверхтекучей жидкости | |
В большинстве материалов тепло предпочитает ра... |
Nature Communications: Ученые придумали, как защитить золотые катализаторы | |
Впервые исследователи, в том числе и... |
Nature Photonics: Поставлен рекорд эффективности первоскитовых светодиодов | |
Используя простой метод solvent sieve, исследо... |
Создан новый сверхпроводник из иридия, циркония и платины с хиральной структурой | |
Исследователи из Токийского университета ... |
Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов | |
Исследователи из Калифорнийского универси... |
В Японии робота с живыми мышцами научили ходить под водой — на суше он высохнет | |
Исследователи из Токийского университета ... |
PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути | |
Исследователи из Принстона применили спле... |
Создано доступное и экологичное решение для плоских дисплеев и носимой техники | |
Исследовательская группа под руководством... |
Разработан экологичный способ производства проводящих чернил для электроники | |
Исследователи из Университета Линчепинга,... |
AFM: Ученые разрабатывают технологию интеграции искусственных нейронных сетей | |
С появлением таких новых отраслей, как ис... |
Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ | |
Ученые из Томского политехнического униве... |
Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света | |
В основе глобальной интернет-связи лежит оптич... |
Создан новый держатель образцов для измерения температур в сверхмалом диапазоне | |
Группа специалистов из Helmholtz-Zentrum ... |
Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения | |
Мемристорные устройства представляют собой кат... |
Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников | |
Замещающее легирование чужеродными элементами ... |
eLight: Разработан подход для создания сверхчувствительных сенсоров | |
Датчики — важнейшие инструменты для... |
Монополи фазы Берри применили для создания высокотемпературных спинтроников | |
Спинтроники — это электронные ... |
Создан новый подход для разработки новых оптических устройств для биомедицины | |
Интегрированные сети распределения, обработки ... |
LAM: Создано устройство, способное произвести революцию в использовании света | |
Жидкокристаллические, или ЖК, фазовые мод... |
Physical Review C: Ученые заложили базу для изучения неуловимых тетранейтронов | |
Тетранейтрон — неуловимое атомное я... |
Квантовые точки помогут создать уникальные CMOS-датчики для бытовой электроники | |
Невидимый для наших глаз, коротковолновый... |