Найден способ генерировать магнитные поля в диэлектриках без увеличения преломления

Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Китая доказали возможность генерации магнитного поля в диэлектриках с низким показателем преломления.

К ним относятся стекло, вода, простые пластмассы и другие материалы. Чтобы «получить» магнитное поле, исследователи „применили“ эффект резонанса Фано высокого порядка. Ранее он применялся только для диэлектриков со средним и высоким показателем преломления. Данное открытие может быть важным для создания новых методик неразрушающего контроля и исследования свойств веществ в интенсивных магнитных полях.

Результаты научной работы опубликованы в журнале JETP Letters (Q2; IF:1,53).

Распространенные диэлектрические материалы при воздействии оптического излучения не имеют магнитного отклика. Спровоцировать его можно, подсветив частицы определенного размера лазером. При воздействии света на полюсах частиц формируются магнитные поля. Для того чтобы «получить» большие электромагнитные поля, обычно увеличивают показатель преломления. Актуальный вопрос, стоящий перед мировой наукой: можно ли генерировать магнитные поля в диэлектриках без увеличения показателя преломления.

Ученые ТПУ и их коллеги из Технологического института Хуайинь впервые продемонстрировали эффект суперрезонанса в диэлектрической сфере с низким показателем преломления. Ранее возможность реализации резонансов Фано высокого порядка рассматривались только для сфер с высоким или средним показателем преломления материала.

Использование резонансов Фано высокого порядка в диэлектрических мезоразмерных сферах недавно было признано многообещающей стратегией для повышения эффективности генерации сверхсильных магнитных и электрических полей и достижения новых функциональных возможностей.

Резонанс Фано — тип резонанса, возникающий в результате интерференции двух волновых процессов. Природа этих процессов может быть различной. Эффект суперрезонанса приводит к специфическим оптическим явлениям.

В частности, формированию оптических вихрей внутри частицы и субволновой локализации гигантских магнитных и электрических полей»,

— комментирует руководитель проекта, профессор отделения электронной инженерии ТПУ Олег Минин.

Для выяснения границ существования данного эффекта для частиц с низким показателем преломления ученые использовали частицу воды, чей коэффициент преломления равен 1.33. К ней был применен известный по ранее выполненным работам подход для возбуждения Фано резонансов в частицах с высоким и средним показателем преломления.

Расчеты проводились с использованием теории рассеяния Ми. Она позволяет определить структуру полей внутри и вблизи поверхности сферической частицы.

Исследования показало, что на полюсах капли возникает локальное экстремальное усиление магнитного и электрического полей.

Это доказывает, что рассеяние света мезоразмерной диэлектрической сферой с низким показателем преломления позволяет реализовать эффект резонанса Фано высокого порядка, обнаруженные ранее для сфер с высоким и средним показателем преломления»,

— отмечает профессор отделения электронной инженерии ТПУ Игорь Минин.

Рассмотренные эффекты и возможность генерировать магнитные поля в диэлектриках без увеличения показателя преломления открывают новые возможности для диэлектрической фотоники следующего поколения и мезотроники.

Исследование проводилось в рамках программы развития Томского политехнического университета и Программы естественно-научных исследований Хуайань.

21.07.2022


Подписаться в Telegram



Хайтек

Science Advances: Ученые научились предсказывать водородное охрупчивание
Science Advances: Ученые научились предсказывать водородное охрупчивание

При выборе материала для инфраструктурных...

В ПИШ КАИ создали «мост» к цифровому двойнику композитных преформ
В ПИШ КАИ создали «мост» к цифровому двойнику композитных преформ

Образовательное пространство Технологическое м...

Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм

Магнитные материалы традиционно классифицируют...

Nature: Международная группа ученых решает сложную физическую задачу
Nature: Международная группа ученых решает сложную физическую задачу

Сильно взаимодействующие системы играют важную...

В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом

С помощью большой языковой модели инженеры Мас...

Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах

Исследовательская группа, работающая в UN...

Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий

Когда речь заходит о сверхпроводящих куби...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
Учёные МИСИС и ИФХЭ РАН разработали быстрый и дешёвый метод получения вольфрама
Учёные МИСИС и ИФХЭ РАН разработали быстрый и дешёвый метод получения вольфрама
Учёные предлагают контролировать москитов с помощью генетической селекции
Учёные предлагают контролировать москитов с помощью генетической селекции
Казанский студент намерен разработать умные очки в 3 раза дешевле аналогов
Казанский студент намерен разработать умные очки в 3 раза дешевле аналогов
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита
На российском рынке труда — дефицит инженеров и конструкторов на производстве
На российском рынке труда — дефицит инженеров и конструкторов на производстве
ANZJ of Public Health: Пары сварки подвергают сварщиков риску развития рака
ANZJ of Public Health: Пары сварки подвергают сварщиков риску развития рака
Казанские ученые выяснили, что русский язык позитивнее английского
Казанские ученые выяснили, что русский язык позитивнее английского

Новости компаний, релизы

U-NOVUS 2024: технологическое развитие России немыслимо без университетов и инвестиций бизнеса в техпред
Новая "Кантиана" поможет студентам быстрее адаптироваться к калининградскому климату
40% профессионалов предпочитают работать удаленно с дачи
Около 25 млн рублей инвестиций привлек маркетплейс автозапчастей, созданный выпускниками вузов
Ученые СПбГУ: остатки самой северной древней саламандры подтвердили наличие сибирского убежища в юрский период