МОСКВА, 2 июня. /ТАСС/. Физики из России и Китая разработали наноматериал, позволяющий направленно рассеивать электромагнитные волны и управлять их движением при помощи сверхмультипольного эффекта Керкера. Разработка российских и китайских исследователей поможет создать направленные и субволновые антенны, а также металинзы и метаголограммы, сообщил Центр научной коммуникации МФТИ.

"Наша группа впервые реализовала сверхмультипольный эффект Керкера, что привело к увеличению рассеяния в несколько раз. Благодаря этому эффекту частица собирает энергию с площади, гораздо большей ее геометрического сечения, и рассеивает все полностью вперед из-за эффекта Керкера", - пояснил главный научный сотрудник МФТИ Александр Шалин, чьи слова приводит Центр научной коммуникации вуза.

Как отмечают Шалин и другие уечные, одно из самых необычных свойств наночастиц заключается в том, что они рассеивают свет и взаимодействуют с его волнами совершенно не так, как это делают крупные предметы. Эти необычные эффекты объясняют существование многих природных феноменов, в том числе синий цвет неба и красный цвет закатов.

Некоторые из этих феноменов объясняются закономерностью, которую открыл еще в середине прошлого века американский физик Милтон Керкер. Он обнаружил, что взаимодействия волн света и частиц аэрозолей в некоторых случаях приводят к тому, что свет рассеивается не случайным образом, а движется исключительно вперед по отношению к его источнику. Это позволяет использовать данный эффект, получивший имя Керкера, для управления светом.

В прошлом применение эффекта Керкера ограничивалось тем, что характер рассеивания света наноструктурами или различными метаматериалами зависит от размеров самих частиц. Российские ученые разработали теоретический подход, который позволил их китайским коллегам обойти эти ограничения примерно в 2,5 раза и добиться так называемого сверхрассеяния.

Созданные китайскими исследователями наноструктуры рассеивали свет вперед примерно в 35 раз сильнее, чем в других направлениях, что позволяет использовать их для управления движением электромагнитными волнами. Как отмечают ученые, их разработка может использоваться для создания различных электромагнитных и оптических наноантенн, метаповерхностей, металинз, а также для решения массы других задач в области оптики и акустики.