Ученые создали математическую модель, которая описывает условия и процесс остановки света. Результаты работы международного коллектива, в который вошли исследователи из Санкт-Петербургского государственного университета (Россия), Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе (Россия) и Ганноверского университета имени Готфрида Вильгельма Лейбница (Германия), представлены в журнале Physical Review Letters.
«Световой импульс можно замедлить в миллионы раз, например, в резонансных средах, — рассказал руководитель проекта РНФ ведущий научный сотрудник СПбГУ Ростислав Архипов. — Но, как часто полагают, нельзя полностью остановить. В статье предсказано и изучено теоретически новое явление, которое мы называем „самоостановкой света“ ».
По словам Ростислава Михайловича, свет в виде интенсивного одноциклового импульса может быть полностью остановлен в полностью однородной резонансной среде. Это происходит потому, что свет сам создает «потенциальную яму» за счет изменения разности населенностей квантовых уровней среды и, следовательно, показателя преломления среды. «Самозахват» в такой «яме» может привести к полной остановке за счет образования саморегулирующейся динамического резонатора.
Полученный результат открывает новое направление исследований в физике и оптике, объединяя две хорошо известные, но ранее довольно несвязанные между собой области исследований: «медленного света», в которой используются слабые и очень длинные световые импульсы, и область «экстремальной нелинейной оптики», которая имеет дело с высокоинтенсивными световыми импульсами предельно малой длительности порядка периода колебаний световой волны и менее.
С результатами исследования, выполненного при поддержке Российского научного фонда, можно подробнее познакомиться в статье Mikhail Arkhipov, Rostislav Arkhipov, Ihar Babushkin, Nikolay Rosanov. Self-Stopping of Light // Physical Review Letters. 2022. Vol. 128. № 203901.