При помощи простой линзы и стеклянной пластины удалось построить "ловушку для радуги", демонстрирующую в видимом диапазоне частот замерший свет. Открытие, означающее ещё один шаг к новым методам хранения информации, совершили специалисты университета Таусона под руководством Веры Смоляниновой (Vera Smolyaninova).

Идея опыта заключалась в использовании отрицательного показателя преломления метаматериалов – попросту говоря, по мере того как волновод сужается, втиснутый в него свет останавливается, не в состоянии пройти в отверстие, меньшее, чем длина световой волны.

В итоге свет останавливается полностью, и это называется эффектом "пойманной радуги" (trapped rainbow). Ранее подобные трюки оставались лишь на бумаге, хотя теоретические выкладки подтверждали возможность их провести.

В продемонстрированном командой Смоляниновой эксперименте свойства метаматериала были сымитированы следующим образом: двояковыпуклую линзу диаметром 4,5 миллиметра поместили на плоское стекло стороной, которую предварительно покрыли золотой наноплёнкой толщиной 30 нм. На само стекло также была нанесена аналогичная плёнка слоем толщиной в 70 нм.

Воздушный зазор между этими поверхностями от края к центру сократился почти до нуля и был использован в качестве волновода, описываемого моделью адиабатической кривой.

Учёные послали световой пучок, образованный двумя лазерами – гелий-неоновым (с диапазоном 633 нм) и многоволновым ионно-аргонным (от 457 до 514 нм) в открытый конец волновода. Как и предполагалось, они получили картину застывшей радуги в указанных частотах спектра.

(A) модель "радуголовки" в разрезе. Расстояние между поверхностью линзы и плоским стеклом, на которое её положили, формирует адиабатически меняющийся волновод; (B) ловушка в действии; (C) захваченная радуга в прицеле оптического микроскопа (фото Vera Smolyaninova/Towson University).

При взгляде сверху под микроскопом эффект наблюдался как серия цветных колец, поначалу красных и плавно перетекающих в зелёные, причём свет просачивался сквозь золотое нанопокрытие. Более подробное описание эксперимента можно прочесть здесь (PDF-документ).

Пойманная радуга – ещё одна маленькая победа экспериментаторов на поле замедления света (slow light), показывающая, что уже очень скоро вместо отдельных электронов для хранения информации будет всё активнее эксплуатироваться световой спектр. Это позволит, к примеру, в тысячи раз увеличить скорость оптических сетей.

Совсем недавно учёные узнали новые возможности того, где может пройти свет, заставили луч изгибаться без чьей-либо помощи и вывели метаматериалы в видимую область спектра.

Источник: Мембрана