Открытие ученых из России в фотонике признали прорывом года - «Наука»

© Fotolia / Klaus The.Оптоволоконный кабель

МОСКВА, 27 ноя – Новости Дня. Созданный российскими учеными трехмерный метаматериал, который позволяет управлять распространением света и электромагнитных волн без потерь энергии, попал в число главных научных открытий этого года по версии журнала Optics & Photonics News.

Физики научились "рисовать" квантовые транзисторы при помощи света"Благодаря трехмерным изоляторам мы можем добиться такого поведения электромагнитных волн, которое раньше было технически недостижимо. На сегодняшний день невозможно создать оптический волновод без дефектов поверхности. Из-за них сигнал постепенно затухает, и в какой-то момент его уже невозможно уловить. С помощью топологических систем мы сможем избежать возникающих оптических потерь", - объясняет Александр Ханикаев, профессор Городского университета Нью-Йорка (США).

Каждый год журнал Optics & Photonics News, профессиональное издание для физиков, специализирующихся на свойствах света и создании фотонных устройств, называет 30 самых важных научных открытий в этой научной области.

В нынешнем году в их число попало устройство, созданное в стенах Университета ИТМО в Санкт-Петербурге. Используя теоретические наработки Ханикаева, Алексей Слобожанюк и его коллеги представили первый в мире "трехмерный" топологический изолятор, способный управлять движением света.

Физики из МФТИ приблизились к созданию "плоских" квантовых компьютеров

Речь идет об особом материале, поверхность которого может проводить ток, а внутренняя часть остается изоляторами или полупроводниками. Физики достаточно давно пытались приспособить их и для передачи света и других электромагнитных волн, однако этому мешали две вещи – громоздкость оптических топологических изоляторов и высокие потери энергии, неизбежно возникавшие в процессе их работы.

В 2015 году физики из Международного научного центра нанофотоники и метаматериалов Университета ИТМО совместно с коллегами из Австралийского национального университета первыми экспериментально реализовали компактную топологическую структуру, в которой можно полностью контролировать локализацию света на очень маленьких масштабах.

"Работа началась с исследования одномерной структуры. По сути, это цепочка из нанодисков, в которой электромагнитное поле локализуется на том или ином конце. Мой коллега Александр Поддубный предложил теоретическую идею, потом мы сделали эксперимент в микроволнах и в оптике совместно с Иваном Синевым и Антоном Самусевым", - рассказывает Слобожанюк.

Ученые впервые "столкнули" лучи света при комнатной температуре

Позже российские ученые использовали идеи Ханикаева для создания двумерной и трехмерной версии подобного топологического изолятора, теоретическое описание которого было опубликовано в престижном научном журнале Nature Photonics.

"Экспериментально реализовать трехмерную структуру гораздо сложнее, но Алексей Слобожанюк и его коллеги из Университета ИТМО активно работают над этим. Сейчас Алексей готовится получить степень доктора наук в Австралии, а затем он вернется в Университет ИТМО, чтобы развивать здесь новое научное направление. Я поддерживаю его решение. Очень важно, чтобы молодые ученые видели перспективы развития здесь, а не только за рубежом", ? рассказывает Юрий Кившарь, соруководитель Центра нанофотоники и метаматериалов Университета ИТМО и профессор Австралийского национального университета.