В МГУ провели «синтез» фотонов с помощью нелинейных метаматериалов

В МГУ провели «синтез» фотонов с помощью нелинейных метаматериалов

Международная группа ученых под руководством исследователей из МГУ имени М.В. Ломоносова впервые смогла при помощи нелинейных метаматериалов продемонстрировать эффект полностью оптического переключения между потоками фотонов, рожденных в процессе генерации третьей оптической гармоники. Об этом сообщается в журнале Scientific Reports.

Метаматериалы, с которыми работали авторы статьи, имеют структуру, напоминающую рыбацкую сеть, основные «нити» которой состоят из золота и оксида магния, а прямоугольные отверстия заполнены кварцевым стеклом. Они относятся к классу нелинейных метаматериалов, необычные оптические свойства которых можно использовать, например, чтобы упростить обработку информации и создать новые устройства, работающие намного быстрее современных.

Фотоны, в отличие от электронов, перемещающихся по проводам электронных устройств, не имеют заряда и массы покоя, поэтому передача информации с их помощью может производиться намного быстрее. Существует проблема в создании фотоного транзистора, столь же компактного, как современный электронный транзистор.

Для этого предлагали использовать металлические и полупроводниковые наночастицы, микрорезонаторы, фотонные кристаллы и другие искусственно созданные. Недостаток этих сред в том, что для наблюдения переключения в них требуется мощное лазерное излучение. Однако нелинейные метаматериалы, как сообщается в статье, имеют более высокую чувствительность к фемтосекундным лазерным импульсам по сравнению с линейными, что дает им преимущества в управлении потоками света с помощью этих импульсов.

В ходе работы Максим Щербаков и его коллеги из лаборатории нанооптики метаматериалов МГУ экспериментально продемонстрировали управление потоками фотонов с помощью лазерных импульсов и даже смогли запустить процессы слияния фотонов с помощью внешнего воздействия.

«В оптике есть интересный эффект, который наблюдается, когда три фотона сливаются в один с утроенной энергией (практически как ядра при термоядерном синтезе). Этот эффект называется "генерация третьей гармоники". В нашей работе мы одновременно (и впервые, насколько нам известно) пронаблюдали оба эффекта: полностью оптическое переключение и генерацию третьей гармоники. Иным образом, мы контролируем при помощи внешнего оптического импульса процесс "синтеза" фотонов» — отмечает Максим Щербаков.

Lenta.ru

Похожие новости:
В МГУ протестировали квантовый телефон
Ученые Физического факультета МГУ разработали и протестировали квантовый телефон. В нем передача зашифрованных сигналов происходит по обычным каналам, а ключи шифрования безопасно передаются с помощью защищенной квантовой связи с помощью специального сервера квантового распределения ключей, сообщается в пресс-релизе, ..
2017-12-14 4136 0 Наука и образование
-1
Физики продемонстрировали квантовый сюрреализм
Физики из Торонтского университета в Канаде продемонстрировали то, что критики их предыдущих работ назвали квантовым сюрреализмом. Проведенный учеными эксперимент подтверждает интерпретацию квантовой механики, предположенную физиками Луи Де Бройлем и Дэвидом Бомом. Исследование опубликовано в журнале Science Advances, а кратко о нем сообщает ..
2016-02-20 1545 0 Наука и образование
0
В МГУ заинтересовались возбуждением
Ученые МГУ совместно с международной группой ученых разработали новый метод спектроскопии, который позволяет изучать быстропротекающие процессы, например, переходы из возбужденного состояния вещества. Для этого они применяют запутанные фотоны — частицы света, квантовые свойства которых остаются связанными ..
2017-11-21 3086 0 Наука и образование
0
Технопарки в России будут достроены до конца года
Программа создания технопарков в России будет завершена до конца года, к этому времени регионы достроят пять оставшихся объектов, сообщил в своем микроблоге в Twitter глава Минкомсвязи Николай Никифоров. Как только приступили к работе в Минкомсвязи — провели детальное расследование ..
2014-04-22 1347 0 Наука и образование
0
Теорему о свободе воли проверили экспериментально
Физики из Китая и Испании впервые провели опытную проверку теоремы о свободе воли, которая утверждает, что экспериментатор свободен в выборе того, какое наблюдение осуществить. Теорема о свободе воли базируется (согласно авторам исследования) на трех аксиомах: (а) существует максимальная ..
2016-04-11 1397 0 Наука и образование
0
«Катюшку» из МГУ накачали антибиотиками
Ученые МГУ под руководством Ильи Остермана, кандидата химических наук, разработали метод, позволяющий ускорять и улучшать поиск новых антимикробных препаратов с использованием гена «Катюшка». Исследователи создали систему, не только измеряющая антимикробную активность, но и одновременно определяющая механизм действия ..
2016-12-06 2399 0 Наука и образование
0
Биологи из МГУ рассказали о синтезе белка живой клеткой
Ученые из Московского государственного университета имени Михаила Ломоносова под руководством Сергея Дмитриева из Научно-исследовательского института физико-химической биологии имени Андрея Белозерского МГУ прояснили, как живая клетка начинает синтез белка. Исследование авторов опубликовано в журнале Nucleic Acids Research, ..
2016-01-19 1104 0 Наука и образование
0
Слияние органических нанокапель впервые сняли на видео
Химики впервые смогли записать слияние двух органических нанокапель на видео. Такой эксперимент ученые провели с помощью просвечивающей электронной микроскопии с жидкостной ячейкой. Динамику слияния капель ученые подтвердили с помощью компьютерного моделирования. Результаты исследования представлены ..
2017-11-21 4245 0 Наука и образование
0
Американский физик разгадал парадокс кота Шрёдингера
В 1935 году великий физик, нобелевский лауреат и основоположник квантовой механики Эрвин Шрёдингер сформулировал свой знаменитый парадокс. Учёный предположил, что если взять некого кота и поместить его в стальную непрозрачную коробку с "адской машиной", то через час он будет жив и мёртв одновременно. ..
2013-08-29 1822 0 Наука и образование
0
Из экспертных советов ВАК исключили руководителей и оппонентов плагиаторов
Из экспертных советов Высшей аттестационной комиссии (ВАК) при Министерстве образования и науки РФ выведены 23 эксперта, при участии которых защищались диссертации с элементами плагиата. Об этом сообщил ТАСС. Ротацию кадров провели в экспертных советах по отраслевой и региональной экономике, экономической теории, финансам ..
2014-11-21 1086 0 Наука и образование
0
Российские ученые обсудили развитие науки
В Общественной палате России прошла конференция Российской ассоциации содействия науке (РАСН), в ходе которой ученые обсудили различные преимущества в науке, взаимосвязь между поколениями, а также междисциплинарность. В РАСН считают, что эксперты должны участвовать в любых важных научных проектах, ..
2016-03-06 1217 0 Наука и образование
0
Научных сотрудников аттестуют по наукометрическим показателям
Один из подзаконных актов к поправкам в Трудовой кодекс в части совершенствования механизмов регулирования труда научных работников, руководителей научных организаций и их заместителей будет предусматривать максимальное использование наукометрических данных для аттестации научного сотрудника. Об этом в рамках круглого стола ..
2014-10-04 1407 0 Наука и образование
0
Физики измерили давление внутри протона
Ученые из Лаборатории Джефферсона «просканировали» внутренности протона с помощью глубоко-виртуального комптоновского рассеяния, рассчитали на основании этих данных функцию распределения партонов и один из трех гравитационных формфакторов, а также оценили давление внутри частицы. Оказалось, что давление внутри протона ..
2018-06-04 23202 0 Наука и образование
0
В МГУ появится факультет космических исследований
В МГУ имени М.В. Ломоносова появится факультет космических исследований. Об этом на Дне открытых дверей заявил ректор МГУ Виктор Садовничий. Как сообщает ТАСС, в составе Московского университета новый факультет станет 43-м по счету.О планах по созданию факультета, на котором будут готовить специалистов ..
2017-01-17 4038 0 Наука и образование
0
Создан прототип кремниевой формы жизни
Биотехнологи из Калифорнийского института технологии впервые вывели бактерию, способную синтезировать соединения, в которых присутствует кремний. Это является шагом на пути к созданию существ, чей метаболизм основан на неорганических молекулах. Результаты работы ученые представили в статье, опубликованной в журнале Science.В ..
2016-11-27 3041 0 Наука и образование
0