Физики остановили видимый свет

Вид на метаматериал сверху.
Вид на метаматериал сверху.

Группа исследователей из Нидерландов и США получила метаматериал, в котором фазовая скорость света близка к нулю, а коэффициент преломления становится отрицательным. Ученые утверждают, что их разработка стала первым трехмерным метаматериалом, который демонстрирует подобные свойства для видимого света. Подробности приведены в статье физиков для журнала Nature.

Придать образцу необычные свойства физикам удалось за счет создания особой структуры, элементы которой были существенно меньше длины волны излучения. Для этого на поверхности экспериментальной пластинки из нитрида кремния ученые нанесли серию параллельных дорожек из серебра. Их получали методом парофазного осаждения.

Создание упорядоченной структуры привело к появлению эффекта, теоретически предсказанного еще в 1967 году Виктором Веселаго. Фазовая скорость света, то есть скорость, с которой движутся горбы и впадины световой волны (но не та скорость, с которой происходит перенос энергии), в материале упала почти до нуля. За 400 нанометров, которые свет проходил в образце, его фаза сдвигалась всего на 90 градусов, то есть на четверть длины волны. Измерения показали падение диэлектрической проницаемости до нуля и ниже, причем материал оказался достаточно прозрачным и работал в видимом свете с длинами волн до 400 нанометров.

Метаматериалы с отрицательным коэффициентом преломления позволяют реализовать ряд недостижимых в обычной оптике эффектов. Авторы новой разработки считают, что она позволит повысить эффективность светодиодов, а также поможет в создании устройств, которые изменяют заданным образом волновой фронт светового сигнала: это, в свою очередь, необходимо в оптоэлектронных системах.

Наиболее известным примером манипуляции формой волнового фронта является «плащ-невидимка», который компенсирует вносимые скрываемым объектом искажения электромагнитных волн. Создание такого плаща для маскировки крупных объектов в видимом свете осложняется необходимостью подобрать правильный режим коррекции волнового фронта. Аналогичный подход, однако, уже позволил разработать способ скрыть от сейсмических колебаний здания. Большинство современных метаматериалов работают либо с микроволновым излучением, либо с акустическими волнами. Для видимого света изготовить метаматериалы значительно сложнее из-за меньшего требуемого размера структуры, поэтому пока такие материалы намного менее распространены.

Обсудить
Больно, но полезно
Китай готовится к реформе госкорпораций, чреватой социальным взрывом
Displaced people from the minority Yazidi sect, fleeing violence from forces loyal to the Islamic State in Sinjar town, walk towards the Syrian border, on the outskirts of Sinjar mountain, near the Syrian border town of Elierbeh of Al-Hasakah Governorate August 11, 2014. Islamic State militants have killed at least 500 members of Iraq's Yazidi ethnic minority during their offensive in the north, Iraq's human rights minister told Reuters on Sunday. The Islamic State, which has declared a caliphate in parts of Iraq and Syria, has prompted tens of thousands of Yazidis and Christians to flee for their lives during their push to within a 30-minute drive of the Kurdish regional capital Arbil. Picture taken August 11, 2014. REUTERS/Rodi Said (IRAQ - Tags: POLITICS CIVIL UNREST TPX IMAGES OF THE DAY) FOR BEST QUALITY IMAGE ALSO SEE: GM1EA8M1B4V01Дважды отверженные
Почему от женщин, вырвавшихся из плена боевиков, отворачивается общество
FILE - In this Saturday, June 4, 2011 file photo made by Associated Press photographer Anja Niedringhaus, injured U.S.Marine Cpl. Burness Britt reacts after being lifted onto a medevac helicopter from the U.S. Army's Task Force Lift "Dust Off," Charlie Company 1-214 Aviation Regiment. Location:
Sangin, AfghanistanПадение Сангинграда
Десятилетнее сражение за столицу наркоторговли завершилось победой «Талибана»
Participants attend a gay pride parade in central Istanbul June 30, 2013. Tens of thousands of anti-government protesters teamed up with a planned gay pride march in Istanbul. Crowds were stopped by riot police from entering Taksim, the centre of previous protests, but the atmosphere appeared peacefulОпасное интернет-проникновение
Грозит ли подъем геев-мусульман исламскому миру
Demonstrators take part in a protest aimed at showing London's solidarity with the European Union following the recent EU referendum, inTrafalgar Square, central London, Britain June 28, 2016. REUTERS/Dylan Martinez TPX IMAGES OF THE DAYСпасет ли уход Меркель Европу?
Свое 60-летие Европейский союз встречает в состоянии экзистенциального кризиса
Luxury watches are seen at a shop window in Geneva August 2, 2011. REUTERS/Denis Balibouse (SWITZERLAND - Tags: SOCIETY BUSINESS)«Если русский — значит, соришь деньгами»
Рассказ финансиста из Самары, перебравшегося в Женеву
Идеал со сроком годности
От Монро до Кардашьян: как менялись пропорции женской фигуры каждые 10 лет
Спортзал для двоих
Лондонская пара прославилась в сети как самая тренированная в мире
Тест: когда появились «поворотники» и ночное видение?
Непроходимый тест на знание истории… автомобиля!
Место, где живут мозги
Как выглядят штаб-квартиры известнейших автомобильных компаний
Невспаханная «Нива»
12 модификаций легендарного внедорожника, о которых вы не знали
Самые доступные семейные машины
Восемь недорогих автомобилей на семь и более мест
Талант расправил плечи
Лучшие архитектурные проекты 2017 года: от города в пустыне до термальных ванн
Адская машина
Ученые и урбанисты придумали, что делать с заполонившими города автомобилями
«Если у тебя нет любовника, квартире взяться неоткуда»
Исповедь россиянки, ставшей ипотечницей в 20 лет
Тариф «Хватит»
За услуги ЖКХ можно платить в разы меньше