Фізикам вдалося зупинити видиме світло

Група вчених з Нідерландів і США отримала метаматеріал, де фазова швидкість світла наближається до нуля, а коефіцієнт заломлення стає негативним.

Вчені вважають, що їхню розробку можна вважати першим тривимірним метаматеріалом, який проявляє подібні властивості для видимого світла. Деталі повідомляються у статті фізиків для видання Nature.

Надати матерії незвичайні властивості фізики зуміли завдяки створенню спеціальної структури, чиї елементи були значно менше довжини хвилі випромінювання. Для цього на поверхні експериментальної платівки з нітриду кремнію експериментатори нанесли серію паралельних доріжок зі срібла. Їх створили через метод парофазного осадження.

Організація впорядкованої структури спровокувала появу ефекту, який був теоретично передбачений ще 1967 року Віктором Веселаго. Так, фазова швидкість світла, тобто швидкість, з якою переміщуються горби і западини світлової хвилі (але не та швидкість, з якою переносяться енергії), в матеріалі сповільнилася майже до нуля.

Зазначається, що за 400 нанометрів, які світло перетинав у зразку, його фаза порушувалася всього на 90 градусів, тобто на чверть довжини хвилі. Тести показали скорочення діелектричної проникності до нуля і нижче, причому матеріал був досить прозорим і функціонував у видимому світлі з довжинами хвиль до 400 нанометрів.

Додамо, що метаматеріали з негативним коефіцієнтом заломлення дозволяють створити ряд недосяжних у звичайній оптиці ефектів. Розробники нової концепції вважають, що вона дозволить збільшити ефективність світлодіодів, а також допоможе в створенні апаратів, які змінюють заданим чином хвильовий фронт світлового сигналу. Подібний ефект необхідний, у свою чергу, для роботи оптоелектронних систем.

Нагадаємо, в березні сінгапурський учений Бейл Джанг продемонстрував на конференції TED у Лос-Анжелесі пристрій, здатний робити предмети невидимими.