Американские физики исследовали распространение света в средах, реальные и мнимые части характеристик которых меняются одновременно. Они обнаружили, что в них может быть реализован принцип спектральной причинности, который позволяет управлять частотным откликом среды. Ученые теоретически описали несколько полезных явлений, в основе которых лежит этот принцип.

Исследование опубликовано в Optica.

В оптике преломление средой (рефракцию) принято описывать с помощью показателя преломления, который в немагнитном случае равен квадратному корню из диэлектрической проницаемости. Поглощение же оказалось связанным с мнимой частью диэлектрической проницаемости. Более того, требования аналитичности (причинности) привели к тому, что ее реальная и мнимая часть оказываются связаны через соотношения Крамерса-Кронига, которые в целом представляют дисперсионные свойства среды.

С середины прошлого века физики стали интересоваться, как свет будет взаимодействовать со средой, чьи оптические параметры меняются со временем. Долгое время ученых интересовало только изменение реальной части характеристик среды, впоследствии стали появляться работы, где исследовалась модуляция мнимой части. Однако, до недавнего времени было не ясно, что будет, если реальная и мнимая части будут изменяться одновременно.

Группа теоретиков из Корнеллского университета, США под руководством Франческо Монтиконе (Francesco Monticone) попыталась ответить на этот вопрос.