Ученые разработали самое легкое оптическое зеркало, состоящее всего из одного структурированного слоя нескольких сотен идентичных атомов.
В качестве зеркал обычно используют полированные металлические поверхности или стекла со специальным покрытием для улучшения их характеристик отражения. Однако физики из Института квантовой оптики общества Макса Планка впервые продемонстрировали, что аналогичного результата можно добиться, используя слой структурированных атомов, расположеных в двумерном массиве лазерных лучей.
Новое зеркало имеет толщину всего несколько десятков нанометров и диаметр около семи микрон. Хотя человек не способен увидеть его невооруженным глазом, но смог бы заметить создаваемое им отражение.
Такая эффективность достигается за счет того, что зеркало имеет специфическую структуру, которая подавляет диффузное рассеяние света и объединяет отражение в стабильный однонаправленный луч. Помимо этого, из-за близкого и дискретного расстояния между атомами, входящие фотоны могут отражаться от них несколько раз, прежде чем вырвутся, что дополнительно усиливает исходящий поток.
Тем не менее, подобное зеркало вряд ли начнут когда-то применять в повседневной жизни, поскольку во время эксперимента оно было создано внутри сложной установки, массой около двух тонн. Однако исследование может помочь в разработке более совершенных квантовых компьютеров, изучении квантово-оптических явлений и проверки теорий взаимодействия света с веществом.
Напомним, что ученые из МФТИ недавно создали квантовый оптический датчик для точного измерения физических величин.
текст: Илья Бауэр, фото: Max Planck Institute of Quantum Optics
