Впервые учёные смогли получить отрицательное преломление света при помощи атомных решеток, не применяя искусственных метаматериалов.
Преломление света происходит при изменении направления его пути при переходе из одной среды в другую, например из воздуха в воду или стекло. Из-за этого объекты, находящиеся в стакане с водой, кажутся нам искаженными по форме и виду. Процесс преломления имеет существенные ограничения: свет взаимодействует с веществом преимущественно через электрическую составляющую поля, магнитная часть практически не участвует в этом процессе.
Необычное преломление света может быть использовано для создания новых технологий. сфокусировать Свет сосредоточен в точке, которая меньше длины волны этого света.
Ученые создавали отрицательное преломление в метаматериалах, но стремятся найти более простые способы его получения. Метаматериалы — сложные и дорогие структуры, обычно состоящие из наноразмерных объектов. ограничено Из-за множества производственных недостатков и существенных потерь световой энергии в сложной структуре поверхностей таких материалов производство метаматериалов оказывается дорогим и испытывает сложности при масштабировании.
Международная группа учёных предложила модель с расчётами для новой методики контроля взаимодействия атомов со светом. Порядочные атомные структуры могут давать отрицательное преломление без применения метаматериалов.
Метод представлял собой моделирование прохождения света сквозь атомные структуры с учетом воздействия каждого отдельного атома. Исследования выявили, что совместное реагирование атомов может приводить к отрицательному показателю преломления света.
При применении атомной решетки атомы… взаимодействуют Друзей соединяет световое поле; они реагируют на свет сообща, а не каждый в отдельности. Совместные действия порождают новые оптические свойства, например, отрицательное преломление, которое невозможно предсказать, изучая отдельные атомы порознь.
Возможность создания отрицательного преломления появилась благодаря удерживанию атомов в периодических оптических решётках. фиксируют Атомы представляют собой стоячие световые волны. Точное расположение атомных кристаллов дает возможность ученым управлять взаимодействием атомов и света с исключительной точностью.
По расчётам учёных, коллективное поведение атомов в оптических решётках существенно упрощает технологическое создание отрицательного преломления. В отличие от метаматериалов, атомные системы представляют собой чистую среду без производственных дефектов. В таких системах свет… взаимодействует С помощью атомов можно управлять светом точно и без потерь, вызванных поглощением, при котором свет превращается в тепло.
Научная работа опубликована в журнале Nature CommunicationsПока это лишь теоретические расчеты, потому что исследовательская группа пока не провела эксперименты с настоящими объектами.