Захват света внутри метаматериала делает его в 10 раз магнитнее

Jul 19, 2023

Редакторы, одержимые механизмами, выбирают каждый продукт, который мы рассматриваем. Мы можем получать комиссию, если вы покупаете по ссылке. Почему нам доверяют?

Это может открыть двери для технологий, которые мы считали невозможными.

Современная жизнь стала возможной благодаря электромагнетизму. Любая технология, которую вы используете сегодня, использует некоторые электромагнитные свойства, открытые физиками на протяжении веков. Поиск новых способов манипулирования светом, который является частью электромагнитного спектра, и магнетизмом позволит создать технологии (особенно в квантовой сфере), которые мы пока не можем себе представить.

Чтобы изучить новые способы управления этой фундаментальной силой природы, ученые из Городского колледжа Нью-Йорка (CCNY) поймали свет внутри магнитного метаматериала и при этом сделали сам материал в 10 раз более магнитным. Результаты исследования были опубликованы на этой неделе в журнале Nature.

Используемый материал представлял собой полупроводник со слоями хрома, серы и брома и относится к классу, известному как магнитные материалы Ван-дер-Ваальса (названные в честь голландского физика-теоретика Йоханнеса Дидерика ван дер Ваальса). Эти материалы содержат свойства, которые обычно не встречаются в природных материалах, и ученые только начинают понимать их возможное применение.

Важно отметить, что этот материал Ван-дер-Ваальса обладает способностью создавать квазичастицы, известные как экситоны, которые взаимодействуют как со светом, так и с другими частицами. Именно эти оптические взаимодействия улавливают свет и делают материал магнитным.

«Поскольку свет отражается взад и вперед внутри магнита, взаимодействие действительно усиливается», — заявил в заявлении для прессы Флориан Дирнбергер из CCNY, ведущий автор исследования. «Приведем пример: когда мы применяем внешнее магнитное поле, отражение света в ближнем инфракрасном диапазоне изменяется настолько, что материал практически меняет свой цвет. Это довольно сильный магнитооптический отклик».

Такое сильное взаимодействие между светом и магнетизмом не является обычным явлением, поэтому исследователи говорят, что многие магнитооптические технологии требуют чувствительного обнаружения света. Но этот новый материал устраняет разрыв между ними и может открыть двери для технологий, которые раньше считались невозможными.

«Технологические применения магнитных материалов сегодня в основном связаны с магнитоэлектрическими явлениями», — сказал в своем заявлении соавтор исследования Цзямин Цюань. «Учитывая такое сильное взаимодействие между магнетизмом и светом, мы теперь можем надеяться, что однажды создадим магнитные лазеры и сможем пересмотреть старые концепции оптически управляемой магнитной памяти».

Даррен живет в Портленде, у него есть кот, он пишет/редактирует научную фантастику и то, как устроен наш мир. Вы можете найти его предыдущие работы на Gizmodo и Paste, если присмотритесь.

Вероятность того, что мы живем в симуляции, составляет 50%

Поиски лох-несского чудовища дали «слизи»

Решение загадки недели №47

Генетическая причина, почему трудно встать с постели

Что радиация делает с человеческим телом

Лучшие книги об учёных

Как «Чудо-дом» пережил лесные пожары на острове Мауи

Умирают ли черные дыры?

Жара может остановить фотосинтез в тропических лесах

Хотите более прочный бетон? Просто добавьте кофе.

Земля наклонилась на 31,5 дюйма — но стоит ли нам беспокоиться?

Черепахи могут сыграть ключевую роль в мониторинге ядерных осадков