Новости

Уже почти полтора века назад человечеству стало ясно, что свет — электромагнитная волна, пишет infox.ru. Первым об этом догадался Максвелл: когда он получил волнообразное решение своих знаменитых уравнений и вычислил скорость этих волн, получилось значение, очень близкое к измеренной на тот момент скорости света. Шотландец немедленно предположил, что свет и есть электромагнитная волна, а частота ее колебаний определяет свойства, в первую очередь цвет света (к тому моменту были известны лишь два вида световых лучей – видимые и инфракрасные).
В любом учебнике физики написано, что электромагнитная волна, будь то радиоволны, свет или жесткое рентгеновское излучение, представляет собой пару электрического и магнитного полей, которые непрерывно превращаются друг в друга и тем самым поддерживают распространение волны. Электрический и магнитный векторы направлены перпендикулярно друг другу и направлению распространения волны и непрерывно осциллируют, поддерживая друг друга.
Может показаться невероятным, но на деле такое представление о свете экспериментальной проверке до сих пор не подвергалось. Конечно, в конце XIX века, вскоре после смерти Максвелла, немец Генрих Герц смог получить подобную волну гораздо меньшей частоты (выражаясь современным языком, это были радиоволны УКВ-диапазона) и тем самым доказал существование предсказанных Максвеллом волн.
Тем не менее, что касается непосредственно света, то наличие в этих волнах магнитной составляющей до сих пор экспериментально не было показано. Тому есть простая причина: электрическая составляющая волны хоть и несет такую же энергию, как магнитная, гораздо охотнее передает ее заряженным частицам. А именно на воздействии на заряженные частицы в конечном счете основаны все детекторы света – хоть ультрамодная ПЗС-матрица, хоть человеческий глаз.
Чтобы «почувствовать» магнитную составляющую световой волны, частица должна двигаться, и чем быстрее она движется, тем лучше. Лишь при скорости, близкой к скорости света, влияние электрической и магнитной составляющих сравнивается. Однако даже легчайшие электроны движутся вокруг атомных ядер со скоростью существенно меньшей, чем скорость света, а потому в большинстве случаев электрическая сила безоговорочно доминирует. Ваша свадебная фотография, видеозапись первых шагов вашего ребенка и комфортное чтение вот этих самых букв – все это проявления работы именно электрической, а не магнитной силы.
В 2009 году, через 130 лет после кончины Максвелла, его предположения о природе света наконец подтверждены окончательно. К публикации в американском журнале Science принята статья группы голландских физиков под руководством Маттео Буррези из Института атомной и молекулярной физики в Амстердаме, которым наконец удалось зафиксировать и измерить магнитную составляющую световой волны. Публикация в престижном журнале – превосходный подарок к завершению аспирантуры: диссертацию Буррези защитил буквально неделю назад.
Оборудование и методика, которыми пользовались голландцы, удивительным образом похожи на те, с чьей помощью Герц создал первые рукотворные электромагнитные волны. Чтобы доказать волновую природу генерируемых электрическим разрядом сигналов, он создал так называемую стоячую волну, «заперев» ее между двух цинковых зеркал. А детектировал электромагнитное поле Герц с помощью металлического кольца с прорезью, в котором волна разгоняла ток; если он был достаточно сильным, в прорези проскакивала искра, которую и наблюдал немецкий физик.
Чтобы измерить магнитное поле световой волны, ученые возбуждали вторичную световую волну колебаниями магнитного вектора стоячей волны в окрестности волновода и измеряли ее фазу интерферометрическим способом.
Буррези также использовал стоячую волну и кольцо с прорезью, только микроскопических размеров, в тысячи раз тоньше человеческого волоса. В роли кольца выступало металлическое покрытие на кончике зонда сканирующего микроскопа, а прорезь в нем, ширина которой всего 40 нанометров, пришлось вытравливать сфокусированным потоком ионов. Ученые опустили зонд в 20 нм от волновода, где распространялся лазерный луч с длиной волны 1550 нм; это ближний инфракрасный диапазон, и для работы с таким светом используются технологии оптики, а не радиофизики.
Методика измерений довольно сложна, однако в результате у авторов не осталось сомнений – их зонд измерил именно магнитное поле волны. И его поведение оказалось ровно таким, какое предсказывают уравнения Максвелла.
Разумеется, в том, что свет — электромагнитная волна, никто из физиков и так не сомневался. Однако детектированием магнитного поля световой волны ученые продемонстрировали способность измерять ничтожные поля, осциллирующие с гигантскими частотами, характерными для оптического диапазона.
Такой контроль свойств электромагнитного поля просто необходим, если мы всерьез настроены создавать «шапки-невидимки», сверхразрешающие линзы и прочие чудеса, которые нам обещает создание метаматериалов, работающих в оптическом диапазоне. Пока же обещания теории метаматериалов, в том числе и знаменитую шапку-невидимку, которая полностью скрыла цилиндрический объект, заставив электромагнитные волны обтекать его, удалось воплотить в жизнь лишь в радиодиапазоне и микроволнах.
Для перехода в оптический диапазон принципиальных ограничений нет, однако до сих пор ученые не могли контролировать электрические и магнитные свойства с точностью, необходимой для оптических метаматериалов. Создание таких материалов – это нанотехнологии высшего разряда. И оборудование, и методика, созданные Буррези и его коллегами – ровно то, что нужно для таких измерений.

09:58, 12 Февраля 26 Гидроремонт-ВКК поддержал лыжный фестиваль в Нижнем Новгороде дальше..		09:43, 12 Февраля 26 «ГАЗЭКС» уведомляет о дате и времени проверки газового оборудования с помощью голосовых и SMS-сообщений дальше..
09:04, 12 Февраля 26 «Газпром трансгаз Волгоград» разместил в парках более 300 кормушек для зимующих птиц дальше..		09:00, 12 Февраля 26 Балтийский завод формирует кадровый резерв дальше..
08:58, 12 Февраля 26 «Кузбассразрезуголь» обучает машинистов бульдозеров на тренажёре-симуляторе дальше..		08:57, 12 Февраля 26 В хуторе Старозолотовский Ростовской области газифицирована трапезная храма дальше..
08:38, 12 Февраля 26 «Якутуголь» трудоустроил выпускников «Профресурса» дальше..		08:20, 12 Февраля 26 Власти оценили внедрение цифровой маркировки на заводе «Газпромнефть-СМ» во Фрязино дальше..
07:14, 12 Февраля 26 РусГидро выплатило купонный доход по биржевым облигациям дальше..		06:57, 12 Февраля 26 «Тулагоргаз» газифицировал котельную нового бассейна дальше..
06:54, 12 Февраля 26 В Казахстане разработают ИИ-решения для энергетической отрасли дальше..		06:45, 12 Февраля 26 «Долина Менделеева» займется созданием Ангаро-Енисейского кластера глубокой переработки редкоземов дальше..
06:38, 12 Февраля 26 «Мособлэнерго» установило более 1400 «умных» электросчетчиков в Сергиево-Посадском г.о. в 2025 году дальше..		06:06, 12 Февраля 26 «Сахалинэнерго» провело День карьеры для школьников села Ильинское дальше..
05:59, 12 Февраля 26 В конструкцию самолета МС-21 внедрены отечественные композиты дальше..		05:56, 12 Февраля 26 В Вологодской области подключена к газу муниципальная котельная в селе Чушевицы дальше..
05:55, 12 Февраля 26 Научные разработки школьников «Роснефть-классов» признаны лучшими на всероссийском конкурсе дальше..		05:52, 12 Февраля 26 Главгосэкспертиза одобрила проект основного производства Амурского ГХК дальше..
05:02, 12 Февраля 26 Энергетики Воткинской ГЭС помогли провести школьный «День науки» в Чайковском дальше..		04:59, 12 Февраля 26 В Удмуртии газифицирован храм Преображения Господня дальше..
04:34, 12 Февраля 26 «Россети Новосибирск» заменят свыше 2,2 тысяч опор ЛЭП дальше..		04:16, 12 Февраля 26 «Платформа добрых дел» объединила 108 тысяч волонтеров «Роснефти» в 2025 году дальше..
04:12, 12 Февраля 26 РусГидро определит лучшие решения по использованию беспилотников в энергетической отрасли дальше..		03:58, 12 Февраля 26 «Газпром инвест» реконструировал мост через реку Ачипсе в Краснодарском крае дальше..