Физикам удалось получить свет с круговой поляризацией от сферического симметричного источника размером несколько нанометров. В основе метода лежит катодолюминесценция, а характер поляризации зависит от положения используемого электронного луча. Помимо фундаментального значения, способ может помочь в создании квантовых компьютеров.

Статья опубликована в ACS Nano.

Электромагнитное волны по своей природе поперечные, то есть в луче света колебания идут поперек его оси. В естественном свете, как от Солнца или лампы накаливания, колебания не лежат в одной плоскости, а распределены хаотично по кругу, и такие волны называют неполяризованными. Однако если колебания идут в одном направлении или в нескольких, то такой свет точно будет поляризованным.

Поляризация при этом бывает разной. Если плоскость колебаний всего одна, ее называют линейной. Если две волны с разной плоскостью поляризации совместить перпендикулярно друг другу, но со сдвигом фазы, то они сложатся, и вектор электрического поля будет постоянно описывать круг. Такую поляризацию называют круговой. В настоящий момент круговой поляризации света в повседневной жизни почти нет практического применения, и только некоторые животные способны ее замечать — например, несколько видов морских ракообразных.

Однако этот эффект может пригодиться в перспективной электронике, в том числе квантовых компьютерах. Например, с его помощью можно влиять на электроны внутри квантовых точек. Один из способов получить волну с круговой поляризацией — использовать хиральный (несимметричный) на масштабах меньше длины волны источник света. Поэтому в исследованиях в области квантовых вычислений к обычному светящемуся источнику, например, однофотонному генератору, подсоединяют хиральную оптическую наноантенну.

Таеко Матсукато (Taeko Matsukata) из Токийского технологического института и его коллеги придумали, как добиться управляемой наноскопической люминесценции без использования антенн, прямо от источника.