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
Наука и техника00:0225 сентября

Посыпали пеплом

Необратимая катастрофа навсегда изменит жизнь на Земле
01:4820 сентября
Ангела Меркель Без свастик
Немецкие ультраправые впервые с 1945 года оказались у власти
Свобода для скотовода
В лучшем городе США изгнали политиков с полицейскими и погрязли в хаосе
Падший дьявол
Неуловимый наркобарон основал культ убийц и варил человеческие мозги в котле
Виталик БутеринСюрприз от Виталика
Кто убьет традиционную экономику
День пенсионного единства
ПФР поднимает уровень знаний о пенсионной системе по всей России
Пирамида изгоев
Кому выгодна смерть биткоина
Жить будем
Россияне обнищают, зато не умрут с голода
Классическая история
Душевные ролики про самые красивые спорткары XX века
Машины, которые не боятся столкновений
Забытые концепт-кары: ударопрочные «Фиаты»
Побег в будущее
Говорящие рули и электрические ретрокары: будущее по версии Jaguar Land Rover
Mazda CX-5 и Renault Koleos против VW Tiguan и Skoda Kodiaq
Четыре новых кроссовера. Один тест-драйв. Ну, вы поняли