Физики из Института квантовой оптики имени Макса Планка (MPQ) разработали самое легкое оптическое зеркало. Новый метаматериал изготовлен из одного структурированного слоя, состоящего всего из нескольких сотен идентичных атомов. Атомы расположены в двухмерном массиве оптической решетки. Результаты исследований являются первыми экспериментальными наблюдениями в новом поле субволновой квантовой оптики с упорядоченными атомами. Это зеркало является единственным в своем роде.
Обычно в зеркалах используются высокополированные металлические поверхности или оптические стекла со специальным покрытием для улучшения характеристик при меньшем весе. Но физики из MPQ впервые продемонстрировали, что даже один структурированный слой из нескольких сотен атомов может образовывать оптическое зеркало. Его толщина — всего несколько десятков нанометров, что в тысячу раз тоньше, чем ширина человеческого волоса.
Инженеры отметили, что две главные характеристики зеркала — это регулярный рисунок и подволновое расстояние. Они подавляют диффузное рассеяние света, объединяя отражение в однонаправленный и устойчивый пучок света. При этом из-за сравнительно близкого и дискретного расстояния между атомами входящий фотон может отскакивать туда и обратно между атомами множество раз, прежде чем отразится. Оба эффекта делают зеркало эффективнее.
Диаметр зеркала составляет около семи микрон. Однако устройство, на котором конструировали зеркало, занимает всю территорию лаборатории ученых — он насчитывает более тысячи отдельных оптических компонентов и весит около двух тонн. Поэтому новый материал вряд ли будут использовать для массового производства зеркал.
Читайте также:
— Комета NEOWISE видна в России. Где ее увидеть, куда смотреть и как сделать фото
— Посмотрите на огромную «стену» из сотни тысяч галактик позади Млечного пути
— Как Т-клетки сформировали новый иммунитет против COVID-19 и изменили статистику