Новая теория допускает физическую невидимость

Физики нашли радикально новый способ предотвращать утечку электромагнитной энергии, который можно сравнить с бросанием камня в озеро – без брызг. Полученные ими теоретические результаты могут иметь далекоидущие последствия: от объяснения природы темной материи до предотвращения энергопотерь в будущих лазерах и квантовых компьютерах.

Коллективу ученых во главе с доктором Андреем Мирошниченко из Австралийского национального университета (ANU) потребовалось около года, чтобы объяснить кажущееся противоречие их выводов фундаментальным принципам электродинамики – тому что ускоряющийся заряд обязательно генерирует электромагнитное излучение.

По словам Мирошниченко эта проблема сродни вопросу о стабильности атома, занимавшему умы на заре квантовой механики, – почему не излучают электроны, вращающиеся вокруг ядра атома.

Отсутствие излучения это результат разделения тока между двумя разными компонентами, обычным электрическим диполем и тороидальным диполем, генерирующими эквивалентные на расстоянии поля. Если они находятся в противофазе, то излучение будет подавляться даже если вблизи тока электромагнитные поля будут ненулевыми.

Сотрудничество с коллегами из Германии и Сингапура позволило Мирошниченко проверить эту теорию экспериментально, на одиночных кремниевых дисках диаметром от 160 до 310 нм и толщиной 50 нм. Ученые смогли сделать их невидимыми, подавив рассеиваемое дисками излучение в видимом диапазоне. Такой тип возбуждения известен как анапольный (греч., бесполюсный).

Работа Мирошниченко появилась вовремя, чтобы помочь разрешить противоречия между двумя разными математическими методами описания излучения: картезианским многополюсным и другим, базирующемся на векторных сферических гармониках в системе координат Ми (Mie).

«Эти два метода в одной и той же ситуации дают разные ответы. В конце концов, мы поняли, что картезианское описание не учитывает тороидальные компоненты, – пишет Мирошниченко. – Мы осознали, что тороидальные компоненты это не просто поправка, они могут быть очень значительным фактором».

Он считает, что «законсервированная» энергия анаполей может иметь важное значение для создания мельчайших лазеров на поверхности материалов, так называемых спазеров (spaser), и эффективных рентгеновских лазеров, работающих на высоких гармониках.

Источник ko.com.ua

Комментарии:

Внимание! Ваш e-mail не будет опубликован. *поля для обязательного заполнения!

Cancel reply