МОСКВА, 22 июня. /ТАСС/. Физики из России научились использовать наночастицы из диэлектрических материалов так, чтобы рассеивать луч света и заставлять двигаться вбок его частицы. Так он образует структуру, похожую на гантель. Это открытие ускорит создание наноструктур, управляющих движением света, сообщила в среду пресс-служба МГУ со ссылкой на статью в журнале Scientific Reports.
Одно из свойств наночастиц заключается в рассеивании света и взаимодействия с его волнами совершенно не так, как это делают крупные предметы. Эти эффекты объясняют существование многих природных феноменов, в том числе синий цвет неба и красный цвет заката.
Некоторые из этих феноменов можно объяснить закономерностью, которую открыл в середине прошлого века американский физик Милтон Керкер. Он обнаружил, что взаимодействия волн света и частиц аэрозоля приводят к рассеиванию неслучайным образом: он движется исключительно вперед по отношению к его источнику.
Три года назад физики открыли аналог "эффекта Керкера". Он заставлял свет рассеиваться не вперед, а преимущественно по сторонам от объекта. Это открытие привлекло большое внимание ученых, так как оно в принципе позволяет гибко управлять движением света при помощи наноструктур.
Российские исследователи развили идею коллег. "Физики определили условия, в которых шарообразные частицы начинают рассеивать свет преимущественно в двух боковых направлениях, в результате чего диаграмма рассеяния по форме становится похожей на гантель. Предложенный подход поможет разработать высокочувствительные наноантенны и лазеры, а также детекторы пылевых зерен в космосе", - говорится в сообщении.
Это стало возможно благодаря керамическому материалу на базе титаната стронция. Он обладает высокой диэлектрической проницаемостью и большим показателем преломления. Опыты показали, что частицы из этого материала рассеивали микроволновое излучение исключительно в стороны. Ученые отмечают, что таким образом должны вести себя аналоги из других материалов, адаптированных для взаимодействия с волнами видимого света.
"Если мы научимся управлять рассеянием света при помощи микроскопических частиц и наночастиц, то это откроет дорогу для создания невидимых и суперпрозрачных оптических материалов, а также новых типов нанолазеров. Вдобавок мы сможем генерировать магнитные поля, сопоставимые с полями в нейтронных звездах, делать линзы, позволяющие увидеть вирусы в школьном микроскопе, и многое другое", - подытожил профессор Лукьянчук, чьи слова приводит пресс-служба МГУ.