16.09.2016 11:05
Физики из МГУ и Японии "затормозили" свет в 10 раз
Ученые из МГУ и Японии научились почти мгновенно менять поляризацию света и снижать его скорость в десять раз, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Applied.
Это поможет созданию световых компьютеров, сверхбыстрых дисплеев и новых компьютерных сетей.
"Мы работаем совместно с профессором Иноуэ давно, и за эти пятнадцать лет узнали об этих удивительных наноструктурах много нового. В наших экспериментах с реальными кристаллами мы добились того, что свет из них выходит примерно в десять раз позже, чем если бы шел просто в воздухе", — рассказывает Татьяна Долгова из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.
Долгова, ее коллеги по МГУ и физики из Технологического университета Тойохаши (Япония) добились подобного эффекта благодаря так называемым магнитофотонным кристаллам – особым структурам, которые особым образом взаимодействуют со светом, меняя его поляризацию, скорость движения и ряд других параметров.
Идея создания такого кристалла, представляющего собой набор из оптических резонаторов, особым образом "замедляющих" движение света через кристалл, была впервые предложена в 1998 году японским физиком Мицутеру Иноуэ (Mitsuteru Inoue), одним из авторов статьи. Подобное "замедление" света, как объясняет Долгова, необходимо для создания голографической световой памяти, трехмерных экранов, а также сенсоров магнитного поля.
Эти кристаллы и связанные с ними феномены долгое время оставались предметом теоретических выкладок до тех пор, пока Долгова, Иноуэ и их коллеги не осознали, что таких эффектов можно добиться, используя не обычные оптические резонаторы, а эффект, открытый еще в 19 веке британским физиком Майклом Фарадеем.
Он обнаружил, наблюдая за светом, через особую призму, пропускающую только лучи одной поляризации, что свет исчезал или тускнел, если лучи лампы проходили через магнит. Говоря языком физики, Фарадей установил, что плоскость поляризации света поворачивается при прохождении через намагниченное вещество.
Используя этот эффект, физики из МГУ и Японии добились того, что плоскость поляризации "медленного" света поворачивается так быстро, что изменения можно заметить даже при сверхкоротких импульсах лазера длиной в 200 фемтосекунд. (фемтосекунда — это одна миллионная часть наносекунды).
Как признают ученые, пока этот эффект нельзя использовать для создания суперкомпьютеров из-за его малой силы, однако эти ограничения не являются принципиальными. Таким образом, российские физики показали, что сверхбыстрая модуляция света в магнитофотонных кристаллах возможна и имеет более чем хорошие перспективы.
