Ученые могут управлять светом благодаря наноматериалам нового поколения

В течение длительного времени, по меньшей мере, 40 лет, учёные бились над воплощением великой теории Виктора Веселова, физика-теоретика, предположившего, что существуют вещества с отрицательным рефракционным индексом, или показателем преломления. Понятие «индекс рефракции», в целом, применяется для оптических сред и показывает степень изгиба луча света при переходе из одной среды в другую. Обычно, говоря об этом показателе, всегда подразумевалось его положительное значение. Лишь в 2003 году стало возможным провести серию экспериментов, в результате которых ученым удалось подтвердить теорию Веселова о существовании веществ с отрицательным рефракционным показателем.

Благодаря технологическому прогрессу, происходящему лишь в последние 10-15 лет, создаются поистине новые и уникальные материалы. Среди них есть такие, которые имеют отрицательный рефракционный индекс. Создавая подобного рода материалы, причем даже плоской формы, мы имеем возможность рассеивать фотоны света и фокусировать их же с обратной стороны плоской поверхности. Такая плоская линза, помимо отрицательного коэффициента преломления, имеет и ряд других необычных свойств. Так, например, с ее помощью можно получать сверхточные изображения с очень высоким разрешением за пределами дифракционного лимита.

Получается, что плоская линза, обладающая отрицательным рефракционным индексом, способна воспроизводить изображения в четверть длины электромагнитных волн. До этого момента лишь половина длины волны электромагнитного излучения считалась минимальной величиной, которая могла показывать более-менее ощутимые различия между двумя объектами. Выходит, что подобный материал способен контролировать не только световые, но и электромагнитные волны, в частности, их скорость.

Именно благодаря такому эффекту материалов ученые надеются на создание оптических элементов для сверхбыстрого и мощного компьютера. Такой материал в разы увеличил бы скорость выполнения различных операций, поскольку скорость света обладает очень высокими показателями. Однако пока ещё в этом видятся небольшие проблемы: анализы, проведённые с использованием испытательных машин, дали понять, что материалы с отрицательным рефракционным индексом всё еще несовершенны в том плане, что поглощают слишком много световых волн. В таком случае проходящего сквозь материал количества света слишком мало для достижения поставленных задач. Поэтому следующий этапом в поиске возможностей управления светом станет создание активных нелинейных материалов, способных абсорбировать минимальное количество света.