Вчені з університету Каліфорнії у Берклі розробили метаматеріал, який володіє нульовим коефіцієнтом заломлення. Шарувата структура з фториду магнію і кремнію може знайти застосування у фотоніці і квантових комп'ютерах. 

Метаматеріалами називають об'ємні впорядковані структури, складені з деталей розміром менше довжини хвилі того випромінювання, для управління яким цей матеріал розроблений. Автори нової розробки використали послідовні шари з фториду магнію і золота. Кожен шар мав товщину близько 50 нанометрів (довжина хвилі видимого світла від 770 до 380 нанометрів) і був не суцільним, а з розташованими у вигляді квадратної сітки хрестоподібними отворами.

Параметри метаматеріала були підібрані так, щоб виникаючі при проходженні світлової хвилі електричні заряди на його поверхні і між шарами заданим чином змінювали цю хвилю. У результаті вдалося домогтися того, що лазерний імпульс, який проходить крізь зразок не зазнавав фазового зсуву, який виникає у звичайних матеріалах через те, що швидкість світла у речовині відрізняється від швидкості світла у вакуумі і світло неминуче запізнюється при проходженні крізь скло чи інший матеріал. Нульовий фазовий зсув може стати у нагоді для створення елементів оптичних обчислювальних систем.

Крім того, вчені показали можливість використовувати метаматеріал для підвищення ефективності оптичних елементів, що використовують явища нелінійної оптики. У перспективі, це може стати у нагоді для отримання заплутаних пар частинок для квантових обчислень. При взаємодії двох променів від різних лазерів у зразку виникало випромінювання на інший довжині хвилі (якби використовувався видимий, а не інфрачервоний діапазон, то коректно було б говорити «іншого кольору») і воно однаково ефективно поширювалося в обох напрямках, хоча у звичайних матеріалах таке світло поширюється переважно в одну сторону.

Нульовий коефіцієнт заломлення у даній роботі відповідав зсуву фаз і не означав того, що швидкість світла у речовині була нескінченною, як це формально випливає з визначення показника заломлення через швидкість світла у середовищі. Це означає лише те, що фаза хвилі на виході збігалася з фазою хвилі на вході. Крім того, оскільки метаматеріал представляв собою стопку шарів заданої форми, його не можна було пристосувати для створення оптичних елементів довільної форми.

Детальніше про дане відкриття можна прочитати у публікації в журналі Nature Photonics. 

Джерело: InfoNova.org.ua

За матеріалами: lenta.ru