Созданная учеными световая воронка может накапливать свет в оптическом волокне

Профессор Ронни Томале имеет кафедру теоретической физики конденсированных сред TP1 в Университете Юлиуса-Максимилиана в Вюрцбурге.

«Разработка теории нового физического явления, которая затем вдохновляет на новые эксперименты, направленные на поиск этого эффекта, является одним из самых важных моментов в практике физика-теоретика», - говорит он.

В идеальном случае такой эффект мог бы даже раскрыть неожиданный технологический потенциал.

Все это стало возможным благодаря недавнему проекту, который Томале проводил совместно с группой оптических экспериментов профессора Александра Шамейта из Ростокского университета, результаты которого теперь опубликованы в журнале «Science».

Точечная посадка в оптоволокне длиной 10 километров

«Нам удалось реализовать эффект, который мы называем световой воронкой», - объясняет Томале.

Благодаря этому новому эффекту свет в оптическом волокне длиной 10 километров может накапливаться в одной конкретной точке выбора в проводе. Механизм, лежащий в основе явления представляет собой так называемый «неэрмитовый скин-эффект».

Топологическая материя превратилась в одну из самых ярких областей исследований современной физики. В Вюрцбурге это направление было начато благодаря исследованиям полупроводников, проведенным Готфридом Ландвером и Клаусом фон Клитцингом (лауреат Нобелевской премии 1985 года), которые в последнее десятилетие продолжил Лоренс В. Моленкамп.

Исследования по топологии природы

Термин топология происходит от древнегреческих слов «изучение» и «место». Основанная как преимущественно математическая дисциплина, она теперь широко распространилась в физике, включая оптику. Вместе с другими платформами синтетической материи они формируют более широкое направление, называемое топологическими метаматериалами, от которого исследователи ожидают фундаментальных будущих технологических инноваций.

Здесь физики не прибегают исключительно к материалам и химическим составам, данным природой. Скорее, они разрабатывают новые синтетические кристаллы, состоящие из искусственных степеней свободы. Что касается световой воронки, разработанной Томале, то предпочтительной платформой является оптическое волокно, которое проводит свет вдоль волокна, но в то же время допускает подробные пространственно разрешенные манипуляции.

Оптические детекторы с высокой чувствительностью

«Накопление света, достигаемое световой воронкой, могло бы стать основой для улучшения чувствительности оптических детекторов и, таким образом, обеспечить беспрецедентные оптические применения», - объясняет Томале.

Однако, согласно Томале, световая воронка - это только начало, пишет EurekAlert.

«Уже на этом этапе мы работаем над многими новыми идеями в области топологической фотоники и их потенциального технологического применения».