Ученые сумели «замедлить» свет в 10 раз

Группа ученых из МГУ имени М. В. Ломоносова и Технологического университета Тойохаши (что в Японии) разработала метод управления поворотом поляризации света. Как утверждают физики, это сможет открыть новые горизонты для развития систем оптической обработки информации, а также поможет в создании нового типа сверхбыстрых компьютеров, в которых вместо электронов работают фотоны.


Результаты исследований ученые опубликовали в свежем номере журнала Physical Review Applied. Работы в данном направлении велись давно. Впервые один из авторов научного изыскания, японский физик Мицутеру Иноуэ предложил концепцию пространственных модуляторов света (а именно по этой технологии работает технология замедления света) еще в 1998 году. Суть технологии в упрощенном виде выглядит следующим образом: в основе устройства лежат особые наноструктуры — магнитофотонные кристаллы. Эти микроскопические кристаллы содержат в себе оптические резонаторы и представляют из себя систему из двух параллельных зеркал. Фотон, попав в эту систему, какое-то время перемещается между зеркалами и выходит оттуда с большим запозданием. Кроме того, если к поляризованному свету, проходящему через систему зеркал, приложить магнитное поле, то эффект Фарадея будет увеличиваться с каждым проходом от зеркала к зеркалу и в конечном счете должен стать намного заметнее, что еще сильнее замедлит фотон. Для справки: суть эффекта Фарадея заключается в том, что плоскость поляризации света поворачивается при прохождении через намагниченное вещество.

В ходе экспериментов физики добились того, что скорость прохождения фотонов через магнитофотонные резонаторы стала составлять 200 фемтосекунд (одна фемтосекунда равняется одной миллионной части наносекунды). Как утверждает научный сотрудник МГУ и один из авторов исследования Татьяна Долгова,

Величина эффекта все еще недостаточна для практического использования, однако ограничения не являются принципиальными: сверхбыстрая модуляция света в магнитофотонных кристаллах возможна и имеет более чем хорошие перспективы. Такая сверхскорость необходима в устройствах нанофотоники, где вместо электронов используются фотоны для осуществления какой-то логики или счета, фотонного переключения, оптической записи, то есть, потенциально, для создания фотонных компьютеров.

Японские коллеги отечественных ученых уже сейчас работают над применением данной технологии для создания при помощи магнитофотонных пространственных резонаторов света трехмерной голографической памяти и дисплеев для воспроизведения 3D-изображений и видео высокой четкости.