20:43, 12 апреля 2013

Инженеры научились хранить микроволны

Схема работы хранилища для микроволн. А - режим пропускания излучения, B - режим хранения

Nakanishi, T et al., 2013

Инженеры из университета Киото разработали и собрали первое устройство, которое способно хранить и запасать электромагнитное излучение с сохранением его фазовых свойств. Описание «ловушки» выложено в виде препринта в архиве Корнельского университета, а краткое его строение описывает блог Technology Review.

Устройство снабжено двумя конденсаторами переменной емкости. При настройке конденсаторов на одну длину волны все микроволновое излучение, которое попадает в него, поглощается и «архивируется». Если емкость конденсаторов изменить, ранее поглощенные волны выйдут из хранилища, при этом все их фазовые свойства останутся прежними.

Ранее накапливать электромагнитное излучение было возможно при использовании, например, атомов рубидия и цезия, которые имеют множество возбужденных энергетических уровней. Последние использовались для хранения энергии фотонов, а переизлучение стимулировалось специальным импульсом. При этом полноценным хранилищем волн такие атомы назвать нельзя, так как их «разархивирование» всегда приводит к полной потере фазы фотонов.

Новое устройство разработано по технологии метаматериалов. Метаматериалами называют искусственные материалы, свойства которых зависят прежде всего от их структуры, а не от химического состава. Они могут быть использованы для искривления света с целью создания необычных линз или так называемых плащей-невидимок. Масштаб элементов в таких материалах должен быть меньше длины волны проходящего через них излучения. Принципы создания метаматериалов также применяют для управления теплом или сейсмическими волнами.