Сегодня 26 апреля 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные «заморозили» свет в объёме материала, но пока только на компьютерной модели

Международная группа физиков впервые смогла получить убедительные доказательства локализации электромагнитной волны в трёхмерных материалах. Грубо говоря, свет «заморозили» в объёме материала. Открытие сделано на цифровой модели благодаря значительно возросшим вычислительным мощностям и в перспективе позволит поставить физический эксперимент, а это путь к прорывам в оптике, лазерах и в других областях.

 Источник изображения: Pixabay

Источник изображения: Pixabay

Строго говоря, исследователи искали доказательства существования так называемого перехода или локализации Андерсона. Это явление ещё в 1958 году теоретически обосновал американский физик-теоретик Филип В. Андерсон, за что в 1977 году он был награждён Нобелевской премией по физике. Явление стало важнейшим в описании физики конденсированных сред как для квантовой, так и для классической механики.

Учёный объяснил, что в зависимости от случайного распределения дефектов в материале электроны будут либо двигаться, создавая электрический ток, либо попадут в ловушки из дефектов и остановятся там (станут локализированными) и тогда материал будет демонстрировать свойства изолятора (диэлектрика). Как в аналогичных условиях ведут себя электромагнитные волны, до конца было неясно. В одном или двух измерениях свет демонстрировал похожие свойства, но для объёмных материалов это явление не было обнаружено.

Новые компьютеры и оптимизированное программное обеспечение (FDTD Software Tidy3D) позволили проводить колоссальные по объёму расчёты всего за 30 минут вместо многих дней. Модель показала, что для стекла и кремния явление не обнаруживается, что стало простым объяснением, почему десятилетия экспериментов с этими материалами на дали результата. Зато для объёмного материала из металлических наносфер расчёты неожиданно показали, что электромагнитная волна действительно локализуется в пространстве.

 Источник изображения: Йельский университет

Свет, «замороженный» в объёме материала. Цифровая модель явления. Источник изображения: Йельский университет

Моделирование подтвердило, что свет (как частный случай электромагнитных волн) можно заставить взаимодействовать с объёмным материалом. Это позволит открыть новые фотокатализаторы, продвинуться в области лазеров (создавая продвинутые резонаторы и прочее), а также совершить открытия в области накопления и хранения энергии.

«Трёхмерное удерживание света в пористых металлах может усилить оптическую нелинейность, взаимодействие света и материи, позволит управлять случайным свечением и целенаправленным осаждением энергии, — говорят исследователи. — Мы ожидаем, что у этого явления может быть множество применений».

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Уязвимость EntrySign в Ryzen 9000 наконец-то будет закрыта — свежие версии BIOS получили заплатку 5 ч.
Электронную подпись через «Госключ» получили более 20 млн россиян 9 ч.
Все популярные модели генеративного ИИ оказалось легко взломать по схеме Policy Puppetry 10 ч.
Учёные уличили ИИ в неспособности строить математические доказательства в олимпиадных задачах USAMO 2025 года 10 ч.
«Клянусь Азурой!»: за три дня в The Elder Scrolls IV: Oblivion Remastered сыграло более 4 миллионов человек 11 ч.
ИИ-помощник Google Gemini появится в автомобилях, умных часах и наушниках 12 ч.
ФБР объявило награду $10 млн за данные о хакерах Salt Typhoon 12 ч.
Прокуратура США усомнилась в праве «Википедии» на налоговые льготы из-за иностранного вмешательства 12 ч.
Холдинг xAI Илона Маска готовится привлечь $20 млрд в свой капитал 17 ч.
Новая статья: Hollywood Animal — тёмная сторона Голливуда. Предварительный обзор 22 ч.