Дослідники з’ясували, що мікроскопічні структури, створені на основі унікальної математичної форми, здатні змушувати світло утворювати незвичні хіральні візерунки.
Це відкриття вказує на принципово нові шляхи вивчення того, як складна геометрія може впливати на оптичну поведінку матеріалів.
Читайте також:
Спростування класичної фізики. Експеримент у США перевернув уявлення про магнетизм Згідно з дослідженням, опублікованим у науковому виданні Nature Communications, група вчених з Інституту промислових наук Токійського університету та партнерських організацій створила спеціальні оптичні структури, натхненні так званим «капелюхом Сміта». Ця геометрична форма відома тим, що вирішує складну математичну задачу щодо покриття поверхні однією плиткою (монопліткою). На відміну від звичних симетричних візерунків, аперіодична плитка здатна заповнювати простір, не утворюючи повторюваних елементів. У 2023 році відкриття першої такої фігури викликало фурор у науковому світі.
Щоб перевірити фізичний потенціал цієї фігури, дослідники виготовили її нанорозмірні версії на плівках із нітриду кремнію за допомогою електронно-променевої літографії.
Коли лазерний промінь спрямовували на створені структури, дифракційні картини набували характерних форм, що нагадували пропелер, який обертається. Це безпосередньо демонструвало хіральний характер аперіодичної структури. Хіральність означає особливу спрямованість, за якої об’єкт і його дзеркальне відображення не можуть повністю збігтися при накладанні, що зумовлює унікальний оптичний відгук світла.
Крім того, фізики виявили, що дифракційна картина динамічно змінюється залежно від напрямку та поляризації падаючого випромінювання. Коли фізичні структури піддавали дзеркальному відображенню, їхня оптична поведінка також дзеркально змінювалася на протилежну. Це довело пряму залежність реакції світла від симетрії базового візерунка.
На думку авторів роботи, такі монолітні структури створюють чудову платформу для розробки передових оптичних пристроїв, керування поляризацією світла та створення новітніх технологій майбутнього.
Читайте також:
Моделі квантового колапсу. Фізики виявили можливу фундаментальну похибку самого часу
