В 1958 году физик Филип Андерсон предсказал уникальное явление – способность электронов переходить из состояния свободного движения в состояние локализации. Спустя десятилетия ученые обнаружили, что подобное поведение характерно не только для электронов, но и для света.
Международная группа исследователей из Миссурийского университета науки и технологий, Йельского университета и Университета Гренобль-Альпы впервые провела детальное трехмерное моделирование перехода Андерсона для световых волн. Ключевой проблемой изучения этого явления всегда была необходимость бесконечной системы для наблюдения «чистого» перехода.
Решение пришло с использованием передового программного обеспечения Tidy3D от компании FlexCompute, Inc. Исследователи создали виртуальную лабораторию, где металлическая структура подвергалась воздействию световых импульсов. Это позволило наблюдать, как свет переходит из состояния диффузии, где он свободно распространяется, в состояние локализации, концентрируясь в определенных областях.
Эксперимент подтвердил универсальность перехода Андерсона, показав, что законы, первоначально открытые для электронов в твердых телах, применимы и к свету в неупорядоченных средах. Металлические наночастицы в структуре играют ключевую роль в создании условий для наблюдения этого явления.
Понимание механизма перехода Андерсона открывает широкие перспективы для практического применения. На основе этого явления возможно создание миниатюрных лазеров, высокочувствительных сенсоров и более эффективных солнечных батарей. Особый интерес представляет разработка улучшенных фотокатализаторов и нанопористых металлов с уникальными оптическими свойствами.
Исследователи продолжают изучать влияние различных факторов на переход Андерсона. Особое внимание уделяется воздействию поглощения света на характер перехода, что может привести к новым открытиям в области управления световыми потоками.
Виртуальный эксперимент не только подтвердил теоретические предсказания шестидесятилетней давности, но и открыл путь к созданию принципиально новых оптических технологий, способных революционизировать множество областей науки и техники.
Изображение носит иллюстративный характер
Международная группа исследователей из Миссурийского университета науки и технологий, Йельского университета и Университета Гренобль-Альпы впервые провела детальное трехмерное моделирование перехода Андерсона для световых волн. Ключевой проблемой изучения этого явления всегда была необходимость бесконечной системы для наблюдения «чистого» перехода.
Решение пришло с использованием передового программного обеспечения Tidy3D от компании FlexCompute, Inc. Исследователи создали виртуальную лабораторию, где металлическая структура подвергалась воздействию световых импульсов. Это позволило наблюдать, как свет переходит из состояния диффузии, где он свободно распространяется, в состояние локализации, концентрируясь в определенных областях.
Эксперимент подтвердил универсальность перехода Андерсона, показав, что законы, первоначально открытые для электронов в твердых телах, применимы и к свету в неупорядоченных средах. Металлические наночастицы в структуре играют ключевую роль в создании условий для наблюдения этого явления.
Понимание механизма перехода Андерсона открывает широкие перспективы для практического применения. На основе этого явления возможно создание миниатюрных лазеров, высокочувствительных сенсоров и более эффективных солнечных батарей. Особый интерес представляет разработка улучшенных фотокатализаторов и нанопористых металлов с уникальными оптическими свойствами.
Исследователи продолжают изучать влияние различных факторов на переход Андерсона. Особое внимание уделяется воздействию поглощения света на характер перехода, что может привести к новым открытиям в области управления световыми потоками.
Виртуальный эксперимент не только подтвердил теоретические предсказания шестидесятилетней давности, но и открыл путь к созданию принципиально новых оптических технологий, способных революционизировать множество областей науки и техники.
