Свет решил не ходить по прямой. Физики уговорили его крутиться в жидком кристалле
NewsMakerКак «синтетическое поле» меняет поведение фотонов.
Свет обычно идет по прямой, но группа физиков заставила его закручиваться в миниатюрные вихри внутри микроскопической системы. Новый подход обещает упростить создание необычных лазеров, оптических компонентов для связи и, возможно, будущих квантовых устройств.
Раньше для получения таких сложных световых структур приходилось собирать громоздкие установки или использовать очень хитрые наноструктуры. Новая работа предлагает более простой путь: исследователи взяли жидкие кристаллы, создали в них крошечные дефекты и превратили внутреннюю структуру материала в ловушку для фотонов. По словам авторов, решение объединило сразу несколько направлений физики, от квантовой механики до материаловедения и оптики.
Ключевую роль сыграли тороны, особые закрученные области внутри жидкого кристалла. Авторы сравнивают такую форму со спиралью, замкнутой в кольцо. Тороны удерживают свет в очень малом объеме, но одной ловушки оказалось мало: ученым нужно было еще заставить свет двигаться по спирали.
Для такого эффекта команда использовала синтетическое магнитное поле. Речь не о настоящем магните, а о специально настроенном поведении света в двулучепреломляющем материале. Разные поляризации в жидком кристалле распространялись по-разному, а пространственная настройка параметров заставила фотоны вести себя так, будто вокруг действует магнитное поле. В результате свет начал изгибаться и двигаться по круговым траекториям, как заряженные частицы в циклотроне.
Свет обычно идет по прямой, но группа физиков заставила его закручиваться в миниатюрные вихри внутри микроскопической системы. Новый подход обещает упростить создание необычных лазеров, оптических компонентов для связи и, возможно, будущих квантовых устройств.
Раньше для получения таких сложных световых структур приходилось собирать громоздкие установки или использовать очень хитрые наноструктуры. Новая работа предлагает более простой путь: исследователи взяли жидкие кристаллы, создали в них крошечные дефекты и превратили внутреннюю структуру материала в ловушку для фотонов. По словам авторов, решение объединило сразу несколько направлений физики, от квантовой механики до материаловедения и оптики.
Ключевую роль сыграли тороны, особые закрученные области внутри жидкого кристалла. Авторы сравнивают такую форму со спиралью, замкнутой в кольцо. Тороны удерживают свет в очень малом объеме, но одной ловушки оказалось мало: ученым нужно было еще заставить свет двигаться по спирали.
Для такого эффекта команда использовала синтетическое магнитное поле. Речь не о настоящем магните, а о специально настроенном поведении света в двулучепреломляющем материале. Разные поляризации в жидком кристалле распространялись по-разному, а пространственная настройка параметров заставила фотоны вести себя так, будто вокруг действует магнитное поле. В результате свет начал изгибаться и двигаться по круговым траекториям, как заряженные частицы в циклотроне.