Красноярские физики провели теоретические расчеты и выяснили, что с помощью цепочки из одинаковых диэлектрических шариков можно «ловить» электромагнитные волны. Исследование опубликовано в журнале Advanced Electromagnetics.

Физики из Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН в своей работе исследовали возможность «поимки» света в открытых оптических системах. Создание материалов, которые обладают свойством не отражать свет, а «ловить» его, — очень перспективное направление. Оптические системы на основе такого материала могут найти применение в телекоммуникационных системах, в системах записи, обработки и хранения информации, в диагностике и лечении различных заболеваний, а также в будущих оптических компьютерах.

Ученые провели теоретические расчеты и выяснили, что цепочка из одинаковых диэлектрических шариков будет вести себя как световод, который улавливает и захватывает свет, падающий на него под любым углом. Идея такой «ловушки» для света основывается на взаимном ослаблении волн, уходящих от цепочки, при правильном подборе радиуса шариков.

Для создания «ловушки» для света физики использовали явление интерференции — усиление и гашение электромагнитными волнами друг друга. Необходимо было придумать, как разделить световую волну, а потом заставить ее встретиться саму с собой определенным образом в нужном месте, чтобы она не смогла выйти за пределы ограниченного пространства и, следовательно, свет бы не рассеялся. Сначала физики использовали в качестве «ловушки» решетки диэлектрических стержней. Когда свет падает на один стержень, он рассеивается во всех направлениях. А цепочка стержней, представляющая собой дифракционную решетку, способствовала тому, что рассеивание света происходило лишь в некоторых направлениях. После этого перед физиками встала задача блокировать распространение света в этих направлениях.

У ученых возникла идея использовать диэлектрические шарики. Физики пришли к выводу, что цепочка из таких шариков будет хорошо улавливать и «запирать» свет. По словам ученых, все шарики должны быть идентичными и располагаться на одной линии. Свет, падающий на один шарик, будет рассеиваться во все стороны. Если система будет состоять из двух шариков, то часть света начнет блуждать между ними, но потом тоже рассеется. Ученые провели большое количество расчетов и выяснили, что цепочка из ста идентичных шариков уже способна «поймать» свет.