Физикам удалось остановить видимый свет

Группа ученых из Нидерландов и США получила метаматериал, где фазовая скорость света близится к нулю, а коэффициент преломления оказываетcя отрицательным.

14 октября 2013, 12:50

Fundamental Research on Matter

Ученые полагают, что их разработку можно считать первым трехмерным метаматериалом, который проявляет подобные свойства для видимого света. Детали сообщаются в статье физиков для издания Nature.

Придать материи необычные свойства физики сумели благодаря созданию специальной структуры, элементы которой были значительно меньше длины волны излучения. Для этого на поверхности экспериментальной пластинки из нитрида кремния экспериментаторы нанесли серию параллельных дорожек из серебра. Их создали через метод парофазного осаждения.

Организация упорядоченной структуры спровоцировала появление эффекта, который был теоретически предсказан еще в 1967 году Виктором Веселаго. Так, фазовая скорость света, то есть скорость, с которой перемещаются горбы и впадины световой волны (но не та скорость, с которой переносится энергии), в материале замедлилась почти до нуля.

Отмечается, что за 400 нанометров, которые свет пересекал в образце, его фаза сдвигалась всего на 90 градусов, то есть на четверть длины волны. Тесты показали сокращение диэлектрической проницаемости до нуля и ниже, причем материал был достаточно прозрачным и функционировал в видимом свете с длинами волн до 400 нанометров.

Добавим, что метаматериалы с отрицательным коэффициентом преломления позволяют создать ряд недостижимых в обычной оптике эффектов. Разработчики новой концепции полагают, что она позволит увеличить эффективность светодиодов, а также поможет в создании аппаратов, которые изменяют заданным образом волновой фронт светового сигнала. Подобный эффект необходим, в свою очередь, для работы оптоэлектронных систем.

Напомним, в марте сингапурский ученый Бейл Джанг продемонстрировал на конференции TED в Лос-Анжелесе устройство, способное делать предметы невидимыми.