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.

15:12, 13 Марта 26 «Роснефть» организовала для магистрантов Губкинского университета экскурсию в корпоративный научный институт дальше..		15:09, 13 Марта 26 Энергетики направили 25 млн рублей на ремонт двух высоковольтных ЛЭП в Югре дальше..
14:58, 13 Марта 26 «Россети Московский регион» снизили тарифы для операторов связи дальше..		14:56, 13 Марта 26 «Карачаево-Черкесскэнерго» в 2026 году смонтирует 360 птицезащитных устройств на ЛЭП 110 кВ дальше..
14:55, 13 Марта 26 Объекты агропрома в Тульской области получили 2,3 МВт мощности дальше..		14:55, 13 Марта 26 «Красный котельщик» вошел в федеральный проект «Профессионалитет» дальше..
14:49, 13 Марта 26 Проверка коллективного договора в «Газпром трансгаз Екатеринбург» вышла на финишную прямую дальше..		12:24, 13 Марта 26 Свыше 1,5 млрд рублей направят «Россети Северный Кавказ» на ремонт и техобслуживание энергообъектов Ставрополья дальше..
12:11, 13 Марта 26 Сибирская генерирующая компания обновит 42,4 км теплосетей в Барнауле дальше..		12:05, 13 Марта 26 На энергоблоке №4 АЭС «Аккую» в Турции смонтирован ключевой элемент шахты реактора дальше..
12:03, 13 Марта 26 «Россети Сибирь» готовят электросетевой комплекс Забайкалья к весеннему паводку дальше..		12:02, 13 Марта 26 «Транснефть – Верхняя Волга» провела профориентационную встречу со школьниками Нижнего Новгорода дальше..
12:00, 13 Марта 26 Энергетики «Россети Юг» отработали действия при паводках и природных пожарах дальше..		11:58, 13 Марта 26 Уровень воды в реках Ишим и Иртыш может подняться выше нормы дальше..
11:55, 13 Марта 26 Системный оператор и ИРНИТУ подписали соглашение о сотрудничестве дальше..		11:52, 13 Марта 26 «Газпром межрегионгаз инжиниринг» развивает взаимодействие с белорусскими производителями интеллектуальных приборов учета газа дальше..
11:49, 13 Марта 26 Ученые «Росатома» разработали технологию получения изотопа азот-15 для производства топлива реакторов будущего дальше..		11:20, 13 Марта 26 «Россети Центр» и «Россети Центр и Приволжье» направили более 65,5 млрд рублей на развитие электросетей дальше..
11:18, 13 Марта 26 Росводресурсы изменили режим работы Богучанской ГЭС для подготовки к паводку дальше..		11:04, 13 Марта 26 Москва обеспечит гарантированный сбыт кабельно-проводниковой продукции для транспорта на 10 лет дальше..
04:44, 13 Марта 26 «Транснефть – Дружба» ликвидировала условный разлив нефти на реке Польной Воронеж дальше..		04:36, 13 Марта 26 Литва оценит возможность строительства малых модульных реакторов BWRX-300 американской компанией GE Vernova Hitachi дальше..
03:57, 13 Марта 26 «Т Плюс» обсудила сотрудничество в сфере добычи торфа с предприятиями Беларуси дальше..		03:52, 13 Марта 26 «Россети» переустроили магистральный транзит на Ставрополье для развития курортов Кавминвод дальше..
03:47, 13 Марта 26 На Всероссийский инженерный конкурс поступило свыше 13 тысяч заявок дальше..		03:42, 13 Марта 26 Уровень газификации на рынке загородной недвижимости выше, чем на вторичке МКД дальше..
03:35, 13 Марта 26 «Росатом» представил экспортный потенциал медицинской платформы «Медскан» дальше..		03:29, 13 Марта 26 ДРСК планирует ввести в Приморье 226 МВА мощности в 2026 году дальше..
03:26, 13 Марта 26 В Саранске подключен к сетям газоснабжения новый многоквартирный дом дальше..		03:20, 13 Марта 26 «Россети Тюмень» установили 165 дополнительных изоляторов на двухцепной ЛЭП в ХМАО-Югре дальше..
03:17, 13 Марта 26 На Белоярской АЭС обсудили аспекты безопасности новых видов топлива для российских атомных станций дальше..		03:12, 13 Марта 26 Мобильная гидроустановка МЭИ решит проблему энергоснабжения удаленных поселков дальше..
03:07, 13 Марта 26 «Росэл» разработал линейку сверхнадежных модульных радиопередатчиков FM-диапазона дальше..		02:59, 13 Марта 26 Во Владимирской области введен в эксплуатацию газопровод в деревне Песьяне дальше..
02:51, 13 Марта 26 На стройплощадке энергокомплекса IV поколения в Северске завершился зимний трудовой семестр дальше..		02:43, 13 Марта 26 На Северо-Каспийском проекте в Казахстане внедрена эектронная система закупок дальше..
02:39, 13 Марта 26 Кубок «НОВАТЭК» – больше, чем футбол дальше..		02:38, 13 Марта 26 В Южно-Сахалинске установлено в проектное положение котельное оборудование на новом теплоисточнике дальше..
02:34, 13 Марта 26 «Нижнекамскнефтехим» модернизирует систему снабжения промышленными газами дальше..		02:27, 13 Марта 26 Жилой квартал в пригороде Ижевска получит 4,3 МВт мощности дальше..
02:21, 13 Марта 26 В Ростовской области газифицирован православный храм в поселке Гигант дальше..		02:16, 13 Марта 26 «Сахалинэнерго» поделилось передовым опытом техприсоединения с коллегами из Якутии и Камчатки дальше..