Физики из Германии разработали самое тонкое оптическое зеркало, состоящее из одного слоя атомов. Человеческий глаз его увидеть не способен, зато может заметить отражение от него. О работе ученых говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.
Сотрудники Института квантовой оптики имени Макса Планка создали новый зеркальный метаматериал. Он состоит из одного структурированного слоя, который содержит несколько сотен идентичных атомов. Эти атомы располагаются в нем в двумерном массиве оптической решетки, которая образована лазерными лучами, и упорядочены по регулярной схеме с шагом, который меньше длины волны оптического перехода атома.
Толщина изобретения – всего несколько десятков нанометров. Это в тысячу раз тоньше человеческого волоса. При этом отражение от него настолько сильное, что его можно увидеть невооруженным глазом.
Новое зеркало обладает двумя важнейшими свойствами –регулярным рисунком атомов и расстоянием между длинами волн моделирующих лазеров. Они подавляют диффузное рассеяние света, объединяя отражение в однонаправленный луч света. Помимо этого, из-за близкого и дискретного расстояния между атомами входящий фотон способен отражаться между атомами несколько раз, прежде чем он будет отражен. Оба эффекта приводят к усиленной реакции на внешнее поле, что означает очень сильное отражение.
По словам ученых, новый материал вряд ли получится применить в бытовых целях, тем не менее научное значение разработки огромное.
«Квантовая оптомеханика – новая область изучения квантовой природы света с помощью механических устройств. Наша работа может помочь создать лучшую квантовую память или даже построить оптическое зеркало с квантовым переключением. Это стало бы важным достижением в области обработки информации», – указал один из авторов исследования Дэвид Вэй.
Если продолжить фундаментальные исследования взаимодействий света с веществом, то в будущем можно будет создать эффективные квантовые устройства, уверены немецкие физики.
Ранее ученые определили происхождение «магического» зеркала, принадлежавшего британскому астрологу и алхимику XVI века Джону Ди.