264
Ученые из Ланкастерского университета и японской лаборатории NTT Basic Research впервые продемонстрировали возможность достижения негативного искажения света с помощью упорядоченной атомной решетки. Это открытие может совершить революцию в оптике, приблизив создание суперлинз и устройств невидимости.
Отрицательное преломление – это необычное явление, при котором свет изгибается в противоположном направлении по сравнению с обычным поведением. Долгое время ученые пытались добиться этого эффекта с помощью искусственно созданных метаматериалов, но сталкивались с проблемами несовершенства производства и потерь энергии. Новый подход, разработанный международной группой исследователей под руководством профессора Янне Руостекоски, основан на использовании атомной решетки – упорядоченных массивов атомов, которые содержатся в определенных положениях с помощью стоящих световых волн. Ученые провели детальное моделирование распространения света через атомные структуры.
Ключевым моментом стало выявление коллективного отклика атомов на световое действие. В отличие от обычных материалов, где атомы взаимодействуют со светом независимо друг от друга, в атомной решетке возникает согласованное поведение. Это приводит к появлению новых оптических свойств, в том числе отрицательного искажения, которые нельзя предвидеть, изучая отдельные атомы.
Профессор Руостекоски объяснил: «В этих случаях атомы взаимодействуют друг с другом через световое поле, реагируя коллективно, а не независимо. Это означает, что отклик одного атома больше не дает простого представления о поведении всего ансамбля». Использование атомной решетки имеет ряд преимуществ перед искусственными метаматериалами. Атомные системы являются чистой средой без дефектов производства. Свет взаимодействует с атомами контролируемым и точным образом, без потерь на поглощение, обычно превращающих свет в тепло.
Доктор Льюис Рукс из лаборатории NTT отметил: «Точно расположенные атомные кристаллы позволяют исследователям контролировать взаимодействие между атомами и светом с чрезвычайной точностью, открывая путь к новым технологиям, основанным на негативном преломлении».
Открытие может найти применение в создании «идеальных» линз, способных фокусировать и формировать изображения вне дифракционного предела, а также в разработке устройств невидимости, которые делают объекты невидимыми. Эти возможности, ранее казавшиеся научной фантастикой, теперь становятся на шаг ближе к реальности. Источник
