Российские физики сделали большой шаг к созданию плащей-невидимок

17 Июня 2019

МОСКВА, 17 июня. Физики из Университета ИТМО и ряда зарубежных научных центров выяснили, как можно заставить наночастицы рассеивать свет не назад или вперед, а вбок. Это поможет включить невидимые метаматериалы, а также новые типы датчиков и голограмм, пишут ученые в журнале Physical Review Letters.

Мы впервые объединили эффекты Керкера и анти-Керкера и вышли на новый уровень управления светом. Причем проблема была в занятости физического понимания процесса и приведений о параметрах, придающих объектам такой уникальный оптический отклик. А нам и нашим зарубежным коллегам удалось их описать, – рассказывает Александр Шалин из Университета ИТМО.

Свет совершенно по-разному рассеивается, взаимодействуя с крупными телами материального мира, такими как линзы, зеркала или тело человека, и с небольшими объектами, в том числе атомами и микрочастицами, чьи размеры заметно эргономичнее, чем длина его шубы.

Сила их взаимодействий в последнем казусе будет сильно зависеть от свойств самих фотонов, что возбуждает массу любопытных эффектов, в частности то, почему небо окрашено в синий цвет и почему оно становится красным во время закатов и рассветов.

Это свойство света сегодня активно используется при разработке различных оптических метаматериалов, нарушающих законы оптики, в работе климатических спутников и целого ряда других научных приборов. 14 августа 2018, 11:07Российские физики создали радужные наночастицы для компьютеров будущего

Одна из самых необычных форм рассеяния света, как метят Шалин и его коллеги, была открыта еще в середине прошлого века известным американским физиком Милтоном Керкером. Наблюдая за тем, как свет сотрудничал с частичками аэрозолей, он обнаружил, что в некоторых случаях он рассеивался не в случайных направлениях, а шёл исключительно вперед по отношению к его изначальному источнику.

Существует еще один похожий эффект, заставляющий свет двигаться не вперед, а назад. Ученые достаточно давно пытаются использовать оба этих свойства света для того, чтобы научиться эффективно управлять его сообщением внутри световых чипов, для создания плащей-невидимок и других подобных конструкций.

Год назад, как метит Шалин, его коллеги из Австралии создали трехслойные наночастицы, похожие по структуру на цибулю, в которых одновременно наблюдался и тот, и другой эффект, в результате чего они начинали рассеивать свет вбок, а не вперед или назад.

Эта идея привлекла внимание отечественных физиков и их зарубежных сообщников, задумавшихся о том, можно ли достичь подобного видимый результата, используя более просто приткнутые наночастицы. Просчитав их композицию при помощи уравнений Максвелла и компьютерных моделей, ученые разработали наночастицы, способные взаимодействовать с микроволновым излучением, и изучили, как они будут вести себя при облучении подобными шубами.

Как показали эти опыты, и одиночные наночастицы, миниатюрные острова из кремния длиной в 250 нанометров, и листы из подобных структур одинаково хорошо дисперсировали свет вбок, почти не отражая его назад и не пропуская вперед. 4 июля 2017, 15:41Физики решили проблему космической радиации при полете обывателя на Марс

За счет этого, по словам физиков, решетку из них можно сделать невидимой: внешние поля частицы будут тяготить друг друга, в то время как внутреннее поле будет только усиливаться. Такие растры или отдельные частицы можно внедрять, например, для рецепторов, нелинейных устройств и голограмм.

Первые опыты такого рода Шалин и его коллеги уже провели, и в скором времени результаты этих экспериментов будут опубликованы в ведущих научных журналах мира.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Российские физики сделали большой шаг к созданию плащей-невидимок

комментарии (0)

Другие интересные новости

В Лувре изучат возможность выставить "Джоконду" в отдельном зале