Исследователи предсказали существование необычных электромагнитных волн пикометрового масштаба.
Физики из Университета Пердью обнаружили новые волны с пространственными вариациями электромагнитных полей пикометрового масштаба, которые могут распространяться в полупроводниках. Пикофотонные волны можно использовать для разработки новых оптических устройств для квантовых технологий, считают исследователи.
Взаимодействие света и материи в материалах играет центральную роль в нескольких фотонных устройствах, от лазеров до детекторов. За последнее десятилетие нанофотоника, изучение того, как свет течет в нанометровом масштабе в инженерных структурах, таких как фотонные кристаллы и метаматериалы, привели к важным достижениям.
Давней загадкой в этой области было недостающее звено между атомными решетками, их симметриями и той ролью, которую оно играет в световых полях пикоскопического масштаба, говорят авторы исследования. Чтобы разобраться с этим вопросом, физики-теоретики разработали гамильтоновскую структуру материи Максвелла и применили к ней квантовую теорию светоиндуцированного отклика в материалах.
Ученые доказали, что среди традиционных хорошо известных электромагнитных волн в атомной решетке должны возникать новые аномальные волны. Эти световые волны сильно колеблются даже в пределах одного фундаментального строительного блока кристалла кремния.
Природные материалы сами по себе имеют богатую внутреннюю симметрию кристаллической решетки, и свет сильно зависит от этой симметрии. Наша ближайшая цель — применить теорию к множеству квантовых и топологических материалов, а также экспериментально подтвердить существование этих новых волн.
Сатвик Бхарадвадж, научный сотрудник Университета Пердью и соавтор исследования
Читать далее:
Главную теорию происхождения человека опровергли: откуда мы появились
Первая в мире таблетка для «пересадки» кала одобрена в Австралии
Найдена первая в мире «кухня»: там жарили рыбу 780 000 лет назад
На обложке: художественная иллюстрация открытия: распространение волн в трехмерной решетке атомов кремния. Красная волна представляет собой обычную электромагнитную волну, распространяющуюся в твердом теле. Синяя внутренняя волна представляет новую предсказанную пикофотонную волну. Изображение: Zubin Jacob, Perdue University