10 лет назад немецкий физик Ортвин Хесс в своей статье «Хранение света в ловушке для радуги из метаматериалов» выдвинул предположение, что свет можно замедлить с помощью новых материалов.
Как известно, скорость света в вакууме составляет около 300 тыс. км/сек, однако при прохождении через прозрачные материалы (вода, стекло) он слегка «притормаживает». По расчетам ученых, если эту скорость снизить в миллионы раз, то свет можно было бы использовать, например, для передачи и хранения информации.
Ортвин Хесс и его коллеги Космас Цакмакидис и Алан Бордман предложили использовать для замедления света метаматерилы, которые не встречаются в природе. По мнению ученых, с их помощью можно не только замедлить свет, но и «поймать» его.
Процесс создания ловушки для радуги опирается на наноплазмонные структуры, которые проявляют особые нетипичные свойства в окружении «нормальных» материалов. Когда свет проходит через метаматериал, то на границе соприкосновения двух материалов он испытывает небольшой откат. Примерно то же самое происходит, когда лыжник поднимается вверх по крутому заснеженному склону – на каждый шаг приходится маленький откат вниз.
Применительно к метаметриалу происходит следующее: при «откате» света он постепенно замедляется вместе со всеми компонентами его спектра – причем каждый цвет останавливается в своей собственной точке. В результате радуга оказывается в своеобразной «ловушке».
Этот эффект замедления быстрого света имеет несколько весьма полезных применений. Например, его можно использовать в качестве способа передачи данных. Другое перспективное направление – формирование биомедицинских изображений. Иногда для получения отчетливого снимка требуется увеличить интенсивность лазерного луча, что может привести к разрушения исследуемого объекта. Замедлив свет, таких негативных последствий можно избежать.