Новости

Уже почти полтора века назад человечеству стало ясно, что свет — электромагнитная волна, пишет infox.ru. Первым об этом догадался Максвелл: когда он получил волнообразное решение своих знаменитых уравнений и вычислил скорость этих волн, получилось значение, очень близкое к измеренной на тот момент скорости света. Шотландец немедленно предположил, что свет и есть электромагнитная волна, а частота ее колебаний определяет свойства, в первую очередь цвет света (к тому моменту были известны лишь два вида световых лучей – видимые и инфракрасные).
В любом учебнике физики написано, что электромагнитная волна, будь то радиоволны, свет или жесткое рентгеновское излучение, представляет собой пару электрического и магнитного полей, которые непрерывно превращаются друг в друга и тем самым поддерживают распространение волны. Электрический и магнитный векторы направлены перпендикулярно друг другу и направлению распространения волны и непрерывно осциллируют, поддерживая друг друга.
Может показаться невероятным, но на деле такое представление о свете экспериментальной проверке до сих пор не подвергалось. Конечно, в конце XIX века, вскоре после смерти Максвелла, немец Генрих Герц смог получить подобную волну гораздо меньшей частоты (выражаясь современным языком, это были радиоволны УКВ-диапазона) и тем самым доказал существование предсказанных Максвеллом волн.
Тем не менее, что касается непосредственно света, то наличие в этих волнах магнитной составляющей до сих пор экспериментально не было показано. Тому есть простая причина: электрическая составляющая волны хоть и несет такую же энергию, как магнитная, гораздо охотнее передает ее заряженным частицам. А именно на воздействии на заряженные частицы в конечном счете основаны все детекторы света – хоть ультрамодная ПЗС-матрица, хоть человеческий глаз.
Чтобы «почувствовать» магнитную составляющую световой волны, частица должна двигаться, и чем быстрее она движется, тем лучше. Лишь при скорости, близкой к скорости света, влияние электрической и магнитной составляющих сравнивается. Однако даже легчайшие электроны движутся вокруг атомных ядер со скоростью существенно меньшей, чем скорость света, а потому в большинстве случаев электрическая сила безоговорочно доминирует. Ваша свадебная фотография, видеозапись первых шагов вашего ребенка и комфортное чтение вот этих самых букв – все это проявления работы именно электрической, а не магнитной силы.
В 2009 году, через 130 лет после кончины Максвелла, его предположения о природе света наконец подтверждены окончательно. К публикации в американском журнале Science принята статья группы голландских физиков под руководством Маттео Буррези из Института атомной и молекулярной физики в Амстердаме, которым наконец удалось зафиксировать и измерить магнитную составляющую световой волны. Публикация в престижном журнале – превосходный подарок к завершению аспирантуры: диссертацию Буррези защитил буквально неделю назад.
Оборудование и методика, которыми пользовались голландцы, удивительным образом похожи на те, с чьей помощью Герц создал первые рукотворные электромагнитные волны. Чтобы доказать волновую природу генерируемых электрическим разрядом сигналов, он создал так называемую стоячую волну, «заперев» ее между двух цинковых зеркал. А детектировал электромагнитное поле Герц с помощью металлического кольца с прорезью, в котором волна разгоняла ток; если он был достаточно сильным, в прорези проскакивала искра, которую и наблюдал немецкий физик.
Чтобы измерить магнитное поле световой волны, ученые возбуждали вторичную световую волну колебаниями магнитного вектора стоячей волны в окрестности волновода и измеряли ее фазу интерферометрическим способом.
Буррези также использовал стоячую волну и кольцо с прорезью, только микроскопических размеров, в тысячи раз тоньше человеческого волоса. В роли кольца выступало металлическое покрытие на кончике зонда сканирующего микроскопа, а прорезь в нем, ширина которой всего 40 нанометров, пришлось вытравливать сфокусированным потоком ионов. Ученые опустили зонд в 20 нм от волновода, где распространялся лазерный луч с длиной волны 1550 нм; это ближний инфракрасный диапазон, и для работы с таким светом используются технологии оптики, а не радиофизики.
Методика измерений довольно сложна, однако в результате у авторов не осталось сомнений – их зонд измерил именно магнитное поле волны. И его поведение оказалось ровно таким, какое предсказывают уравнения Максвелла.
Разумеется, в том, что свет — электромагнитная волна, никто из физиков и так не сомневался. Однако детектированием магнитного поля световой волны ученые продемонстрировали способность измерять ничтожные поля, осциллирующие с гигантскими частотами, характерными для оптического диапазона.
Такой контроль свойств электромагнитного поля просто необходим, если мы всерьез настроены создавать «шапки-невидимки», сверхразрешающие линзы и прочие чудеса, которые нам обещает создание метаматериалов, работающих в оптическом диапазоне. Пока же обещания теории метаматериалов, в том числе и знаменитую шапку-невидимку, которая полностью скрыла цилиндрический объект, заставив электромагнитные волны обтекать его, удалось воплотить в жизнь лишь в радиодиапазоне и микроволнах.
Для перехода в оптический диапазон принципиальных ограничений нет, однако до сих пор ученые не могли контролировать электрические и магнитные свойства с точностью, необходимой для оптических метаматериалов. Создание таких материалов – это нанотехнологии высшего разряда. И оборудование, и методика, созданные Буррези и его коллегами – ровно то, что нужно для таких измерений.

17:01, 15 Мая 24 «Россети Северный Кавказ» открыли в Дагестане контакт-центр для повышения качества работы с потребителями дальше..		15:46, 15 Мая 24 В европейской части РФ и на Урале на долю ТЭС приходится 60% выработки электроэнергии дальше..
14:10, 15 Мая 24 «Полюс» зарегистрировал свой первый климатический проект дальше..		14:04, 15 Мая 24 Магзум Мирзагалиев покинул пост главы «КазМунайГаза» дальше..
13:58, 15 Мая 24 В Дивногорске Красноярского края появилась первая электрозарядная станция дальше..		13:53, 15 Мая 24 Волонтеры очистили от мусора берег Воткинского водохранилища дальше..
13:51, 15 Мая 24 «Челябэнерго» электрифицировало новый Дом культуры в поселке Заозерный дальше..		13:45, 15 Мая 24 «Газпром нефтехим Салават» реконструировал распределительную трансформаторную подстанцию дальше..
13:32, 15 Мая 24 85,8% населения Тверской области поддерживают использование атомной энергетики дальше..		13:27, 15 Мая 24 «Кольская ГМК» и «Рексофт» представили проект «Предиктивная диагностика и контроль эксплуатации техники СДО» дальше..
13:22, 15 Мая 24 «Камский кабель» сертифицировал кабели для исследования нефтяных и газовых скважин дальше..		12:30, 15 Мая 24 Безмазутная растопка котла из холодного состояния Новосибирской ТЭЦ-3 прошла успешно дальше..
12:27, 15 Мая 24 Ростех и «Транснефть» подписали соглашение о совместном противодействии кибератакам дальше..		12:25, 15 Мая 24 «Россети Тюмень» реконструировали километровый переход ЛЭП через судоходную протоку Оби дальше..
11:20, 15 Мая 24 РФПИ и Haiwei инвестируют до 7 млрд рублей в терминал СУГ на Дальнем Востоке дальше..		11:18, 15 Мая 24 «Амурские электрические сети» установят на ЛЭП порядка 2000 птицезащитных устройств дальше..
11:16, 15 Мая 24 «Россети Новосибирск» обновили трансформаторные подстанции на юге Новосибирской области дальше..		10:59, 15 Мая 24 Окончательное снятие с эксплуатации и демонтаж Игналинской АЭС запланированы до 2038 года дальше..
10:55, 15 Мая 24 В Томском политехе открыта лаборатория искусственного интеллекта в промышленности дальше..		10:49, 15 Мая 24 Правительство РФ включило согласование площадок размещения объектов ВИЭ в число функций Системного оператора дальше..
10:41, 15 Мая 24 В деревне Опочицы Псковской области построены распределительные газовые сети дальше..		10:39, 15 Мая 24 РусГидро отгружает золу для производства цемента на Сахалине дальше..
09:49, 15 Мая 24 «Россети Юг» инвестировали более 1,3 млрд рублей в развитие энергосистем четырех регионов дальше..		09:47, 15 Мая 24 ЧерМК освоил производство водораспылённых порошков дальше..
09:46, 15 Мая 24 «Пензаэнерго» выдало новым потребителям 19 МВт с начала 2024 года дальше..		09:44, 15 Мая 24 Ростех разработал специализированный станок с ЧПУ для авиастроения дальше..
09:38, 15 Мая 24 «Восточный Порт» поддержал научную конференцию океанологов дальше..		09:35, 15 Мая 24 Доля ВИЭ в глобальной выработке электроэнергии впервые превысила 30% дальше..
08:33, 15 Мая 24 В АтомЭнергоСбыте собираемость платежей за поставленные энергоресурсы превысила 100% дальше..		08:29, 15 Мая 24 «Якутскэнерго» подключило к электросетям более 1000 объектов дальше..
08:26, 15 Мая 24 Теплоэнергетики проведут внутритрубную диагностику в Новосибирске дальше..		08:21, 15 Мая 24 ГУП «ТЭК СПб» и «Теплосеть» прекращают регулярное теплоснабжение Санкт-Петербурга дальше..
08:09, 15 Мая 24 МЭС Сибири обновят высоковольтное оборудование на трех ключевых центрах питания Хакасии дальше..		08:06, 15 Мая 24 Самые маленькие жители Находки присоединились к «Экомарафону» компании «Восточный Порт» дальше..
07:59, 15 Мая 24 Регуляторное соглашение в электроэнергетике решит проблемные вопросы в Забайкалье на ближайшие 10 лет дальше..		05:34, 15 Мая 24 Росводресурсы анализируют гидрологическую обстановку в Якутии в режиме онлайн дальше..
05:05, 15 Мая 24 «Мосгаз» реконструировал на севере Москвы газопроводы низкого и среднего давления дальше..		05:00, 15 Мая 24 В Нижнекамске введен в эксплуатацию газопровод протяженностью 7,63 км дальше..
04:59, 15 Мая 24 ЕВРАЗ поможет выпускникам школ бесплатно получить высшее инженерное образование дальше..		04:57, 15 Мая 24 В распределительные сети «Россети Юг» за три месяца 2024 года поступило 950 млн кВт*ч «зелёной» энергии дальше..
04:31, 15 Мая 24 В поселке Сарапулка Свердловской области построен газопровод дальше..		04:28, 15 Мая 24 В Александровском саду в Санкт-Петербурге появилась «Аллея поколений» дальше..
04:26, 15 Мая 24 «Транснефть» предлагает выработать единый подход к разработке и тестированию российского ПО дальше..		04:22, 15 Мая 24 «Россети» увеличили парк спецтехники для обслуживания магистральных электросетей Урала дальше..
04:19, 15 Мая 24 Дальневосточная генерирующая компания предлагает целевое обучение в вузах выпускникам школ и колледжей дальше..		04:08, 15 Мая 24 «Востсибнефтегаз» высадил сосновую аллею в честь 30-летия предприятия дальше..
03:35, 15 Мая 24 Поэтический бульвар в Санкт-Петербурге получит чистое от сетей наружного освещения небо дальше..		03:33, 15 Мая 24 «Россети Ленэнерго» обеспечили электроэнергией школу в Подпорожском районе Ленинградской области дальше..
03:27, 15 Мая 24 Половодье в бассейне Горьковского водохранилища продолжалось 45 дней дальше..		03:24, 15 Мая 24 Курская АЭС вывела энергоблок №3 в плановый ремонт с элементами модернизации дальше..
02:58, 15 Мая 24 На конференции в Москве обсудят развитие распределительных сетей дальше..		02:53, 15 Мая 24 Доля атомной генерации в мире превышает 9% дальше..
02:43, 15 Мая 24 «Т Плюс» заменит в Ижевске к отопительному периоду около 4 км магистральных теплотрасс дальше..