Идеальное зеркало отражает 100% фотонов

Физикам из Массачусетского технологического института впервые удалось создать «идеальное зеркало» — материал, который без искажений отражает световые волны. Теоретически, это позволяет создать «вечную ловушку» для световых лучей. Научная работа “Observation of trapped light within the radiation continuum” опубликована в журнале Nature.

Феномен идеального отражения волн или «связанного состояния в континууме» (“embedded eigenvalue”) теоретически предсказал в 1929 году математик Джон фон Нейман, но до сих пор его никто не мог продемонстрировать экспериментально.

Текст научной работы частично можно посмотреть здесь, а также в пресс-релизе МТИ.

Материал с идеальным отражением света был смоделирован на компьютере, а затем проверен в эксперименте. Фотонный кристалл с наноструктурированным покрытием из нитрида кремния отразил 100% фотонов c определенной длиной волны на под углом 35°. Все остальные фотоны под другими углами были частично поглощены материалом, но этот конкретный вид фотонов отразился идеально под углом 35°, без поглощений или искажений.

Секрет заключается в том, что в фотонном кристалле волнам конкретной частоты соответствуют их обратные дублёры в противофазе, так что материал полностью поглощает волны этой конкретной частоты, а все остальные свободно проходят. Здесь проявляются малопонятные квантовые эффекты, но в конкретной осязаемой форме.

Естественно, потенциал этого изобретения огромен. Только представьте оптоволокно, по которому сигнал без затухания и без усилителей свободно преодолевает любые расстояния.