Световые крючки из льда и воды
Свет — одно из самых удивительных и многогранных явлений природы. С его помощью мы можем видеть окружающий мир, передавать информацию, исследовать микроскопические объекты, лечить болезни и многое другое. Свет может изгибаться и преломляться под воздействием различных сред. Например, когда мы смотрим на ложку в стакане с водой, она кажется нам сломанной из-за преломления света на границе воздух-вода. А когда мы наблюдаем радугу на небе, мы видим разложение белого света на спектральные цвета из-за преломления света в каплях дождя.
Но есть еще один способ изгибать свет, который был открыт сравнительно недавно — с помощью фотонных крючков. Фотонный крючок — это особый вид светового луча, который имеет очень маленький радиус кривизны и может изгибаться в пространстве под большим углом. Такой луч создается при прохождении света через маленькую диэлектрическую частицу (например, стеклянный шарик), который имеет асимметричную форму. В тени от такой частицы происходит интерференция (наложение) преломленных, дифрагированных и рассеянных волн, которая и формирует фотонный крючок.
Фотонные крючки были предсказаны теоретически в 2015 году и экспериментально продемонстрированы в 2018 году. Они представляют большой интерес для науки и техники, так как могут быть использованы для управления светом на микро- и нано-уровне. Например, фотонные крючки могут помочь в создании оптических переключателей, микроскопов, сенсоров, материалов с необычными свойствами, биомедицинских приборов и т. д.
Однако фотонные крючки имеют один недостаток — они статичны, то есть не могут менять свою форму и траекторию во времени. Чтобы сделать их более гибкими и управляемыми, нужно использовать специальные устройства или материалы, которые могут изменять свою оптическую структуру под воздействием электричества, магнетизма или температуры. Но такие методы обычно сложны, дороги и неэкологичны.
Недавно группа ученых из России и Китая предложила новый способ создания фотонных крючков, которые могут менять свою форму и траекторию во времени. Для этого они использовали каплю замерзающей воды, которая является натуральным, дешевым и экологически чистым материалом. Капля воды была помещена на холодную поверхность и освещена лазерным лучом. При замерзании капля меняла свою форму и преломляющую способность, что влияло на изгибание света. Таким образом, ученые смогли получить фотонный крючок, который изгибался во времени и имел большой радиус кривизны. Они также показали, что можно управлять свойствами фотонного крючка, меняя положение и кривизну границы между водой и льдом внутри капли.
Это исследование открывает новые возможности для управления светом с помощью простых и доступных материалов. Возможно, в будущем мы сможем создавать фотонные крючки из разных жидкостей или газов, которые замерзают или конденсируются при разных условиях. Такие световые лучи могут найти применение во многих областях науки и техники, где требуется высокая точность и гибкость управления светом.
Это открытие может быть полезным на практике в тех областях, где нужно управлять светом на малых расстояниях и в динамических условиях. Например, фотонные крючки могут быть использованы для оптического переключения и манипуляции микро- и нано-объектов. Фотонные крючки могут переносить информацию или энергию между разными точками в оптических схемах или устройствах.
Но есть еще один способ изгибать свет, который был открыт сравнительно недавно — с помощью фотонных крючков. Фотонный крючок — это особый вид светового луча, который имеет очень маленький радиус кривизны и может изгибаться в пространстве под большим углом. Такой луч создается при прохождении света через маленькую диэлектрическую частицу (например, стеклянный шарик), который имеет асимметричную форму. В тени от такой частицы происходит интерференция (наложение) преломленных, дифрагированных и рассеянных волн, которая и формирует фотонный крючок.
Фотонные крючки были предсказаны теоретически в 2015 году и экспериментально продемонстрированы в 2018 году. Они представляют большой интерес для науки и техники, так как могут быть использованы для управления светом на микро- и нано-уровне. Например, фотонные крючки могут помочь в создании оптических переключателей, микроскопов, сенсоров, материалов с необычными свойствами, биомедицинских приборов и т. д.
Однако фотонные крючки имеют один недостаток — они статичны, то есть не могут менять свою форму и траекторию во времени. Чтобы сделать их более гибкими и управляемыми, нужно использовать специальные устройства или материалы, которые могут изменять свою оптическую структуру под воздействием электричества, магнетизма или температуры. Но такие методы обычно сложны, дороги и неэкологичны.
Недавно группа ученых из России и Китая предложила новый способ создания фотонных крючков, которые могут менять свою форму и траекторию во времени. Для этого они использовали каплю замерзающей воды, которая является натуральным, дешевым и экологически чистым материалом. Капля воды была помещена на холодную поверхность и освещена лазерным лучом. При замерзании капля меняла свою форму и преломляющую способность, что влияло на изгибание света. Таким образом, ученые смогли получить фотонный крючок, который изгибался во времени и имел большой радиус кривизны. Они также показали, что можно управлять свойствами фотонного крючка, меняя положение и кривизну границы между водой и льдом внутри капли.
Это исследование открывает новые возможности для управления светом с помощью простых и доступных материалов. Возможно, в будущем мы сможем создавать фотонные крючки из разных жидкостей или газов, которые замерзают или конденсируются при разных условиях. Такие световые лучи могут найти применение во многих областях науки и техники, где требуется высокая точность и гибкость управления светом.
Это открытие может быть полезным на практике в тех областях, где нужно управлять светом на малых расстояниях и в динамических условиях. Например, фотонные крючки могут быть использованы для оптического переключения и манипуляции микро- и нано-объектов. Фотонные крючки могут переносить информацию или энергию между разными точками в оптических схемах или устройствах.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Контрабандисты оккупировали Восточную Африку: зачем черных муравьев тайно вывозят в Китай и Европу?
Эксперты предупреждают: такой вывоз в итоге закончится непоправимой экологической катастрофой...
В мире заканчивается речной песок: чем это грозит человечеству?
Ученые говорят, что это самая не замечаемая, а оттого опасная проблема, которая уже касается миллионов людей...
К 2060 году половина плотин в мире выйдет из строя: США — главные в черном списке
Эксперты говорят: если не принять меры, часть Соединенных Штатов может полностью опустеть...
В России снова захотели строить железную дорогу в Индию: почему не удались прошлые попытки?
Эксперты говорят: дерзкий проект мог бы принести российской казне миллиардные прибыли...
Немецкий ученый был главным в секретной ракетной программе: однажды он вышел из кабинета и исчез навсегда
Как операция «Дамоклов меч» пресекла главную военную операцию целого государства...
За рамками науки: дети, которые помнят свои прошлые жизни
Ученые говорят, что феномена реинкарнации нет, но факты утверждают обратное...
Кольца на деревьях раскрыли тайну гибели последней империи кочевников в Евразии
Поразительно, но падение Джунгарского ханства началось за тысячи километров от Азии, в Северной Атлантике...
Самый наглый археологический фейк в истории: итальянец 20 лет показывал туристам фальшивый амфитеатр Цезаря
Судебный процесс длилось почти десятилетие, но даже сейчас эта история очень далека от завершения...
Тайна огней Марфы, 150 лет не дававшая покоя ученым, похоже, разгадана
Болотный газ? Огни святого Эльма? НЛО? Ответ оказался намного проще и сложнее одновременно...
«Сувенир» от неандертальцев: секреты этих мутаций не разгаданы до конца
Они живут в ДНК 47 000 лет, но почему их совсем нет у африканцев, зато много у жителей Южной Азии...
Этим книгам осталось жить считаные дни: кто охотится на очень редкие экземпляры, а затем уничтожает их?
Эксперты бьют тревогу: это, пожалуй, самый циничный поворот в истории книгопечатания...
Авокадо ежедневно меняет пол, и исследователи, наконец, выяснили, как именно
Почему селекционеры и ботаники ждали этого открытия более 100 лет?...