Физики близки к созданию невозможной ткани-невидимки

Отрицательное преломление долгое время оставалось уделом искусственных метаматериалов, но ученым удалось добиться его с помощью упорядоченных атомных структур. Это открытие не только меняет подход к оптике, но и открывает путь к созданию революционных технологий будущего.

Физики близки к созданию невозможной ткани-невидимки

На первый взгляд кажется, что преломление света — изученный вдоль и поперек эффект, который легко объясняется школьной физикой. Однако ученые продолжают находить новые способы манипулировать светом, выходящие за рамки привычных представлений. Одним из таких явлений является отрицательное преломление, при котором свет меняет направление в противоположную сторону, чем ожидалось. До недавнего времени этот эффект можно было наблюдать только в метаматериалах — искусственных структурах с заданными оптическими свойствами. Но новая работа исследователей из Ланкастерского университета и NTT Basic Research Laboratories в Японии показала, что отрицательное преломление возможно и без сложных наноструктур.

Вместо использования метаматериалов ученые применили упорядоченные массивы атомов, размещенные в оптических решетках — особых структурах, где атомы фиксируются в пространстве с помощью лазерных лучей. Такие системы позволяют контролировать взаимодействие света с материей с невероятной точностью. Оказалось, что при определенных условиях атомы в таких решетках начинают коллективно взаимодействовать со светом, создавая эффект отрицательного преломления.

Преломление света — обычное явление, которое можно наблюдать, например, когда ложка кажется «сломленной» в стакане воды. Однако отрицательное преломление — куда более экзотический эффект. Оно может привести к созданию сверхчувствительных линз, способных преодолеть дифракционный предел, или даже к разработке технологий маскировки объектов.

Ранее подобные явления удавалось получить только в метаматериалах, но их практическое использование на оптических частотах ограничено из-за потерь энергии и технологических сложностей. Атомные массивы, напротив, обеспечивают чистую и точную среду без дефектов изготовления, что делает их отличной альтернативой.

Когда атомы взаимодействуют коллективно, они перестают вести себя как независимые частицы, и их совместное поведение дает совершенно новые оптические свойства. Эти искусственные атомные кристаллы позволяют управлять взаимодействием света и материи с невероятной точностью, открывая новые горизонты для исследований и технологий.
Профессор Янне Руостекоски из Ланкастерского университета.

В отличие от метаматериалов, которые требуют сложного производства и могут страдать от потерь энергии, атомные массивы обеспечивают идеальные условия для изучения и применения отрицательного преломления. Это открытие не только углубляет наше понимание квантовой оптики, но и прокладывает дорогу к созданию передовых оптических устройств будущего.

Читайте также

Сахар в красном мясе повышает риск диабета на 63%

Сахар в красном мясе повышает риск диабета на 63%

Ежедневное употребление черники может влиять на настроение

Ежедневное употребление черники может влиять на настроение

Гигантская кувшинка Victoria colombiana видна из космоса из-за размера листьев

Гигантская кувшинка Victoria colombiana видна из космоса из-за размера листьев

Учёные обнаружили, что мозг готовится к прикосновениям и изображениям ещё до их появления

Учёные обнаружили, что мозг готовится к прикосновениям и изображениям ещё до их появления

От високосной секунды хотят отказаться уже в 2027 году из-за угрозы компьютерных сбоев

От високосной секунды хотят отказаться уже в 2027 году из-за угрозы компьютерных сбоев

Неандерталец погиб 75 000 лет назад от удара копьем

Неандерталец погиб 75 000 лет назад от удара копьем

Зрачки человека расширяются в зависимости от его мыслей

Зрачки человека расширяются в зависимости от его мыслей

Логические игры помогают дошкольникам развивать самоконтроль

Логические игры помогают дошкольникам развивать самоконтроль

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Фелисетт: единственная кошка, слетавшая в космос

Фелисетт: единственная кошка, слетавшая в космос

Японская MMX миссия вот-вот отправится к Марсу

Японская MMX миссия вот-вот отправится к Марсу

Кристаллы соды на Энцеладе могут хранить капли воды из скрытого океана

Кристаллы соды на Энцеладе могут хранить капли воды из скрытого океана

Учёные нашли на Марсе почву, которая потенциально подходит для выращивания растений

Учёные нашли на Марсе почву, которая потенциально подходит для выращивания растений