Ученые ЮУрГУ предсказывают новые оптические эффекты, которые в далеком будущем помогут человечеству создать технику иного порядка.
Наталия Кундикова, декан физического факультета, заведующий кафедрой оптоинформатики Института естественных и точных наук ЮУрГУ, имеет 197 научных публикаций, 62 из которых в изданиях, индексируемых в реферативной базе данных Web of Science. За научные исследования, проведенные в Челябинске, Наталия Дмитриевна удостоена медали Галилео Галилея Международной комиссии по оптике.
В 2016 году Наталией Кундиковой были опубликованы 3 работы в рейтинговых журналах, индексируемых в реферативной базе данных Scopus, один из которых входит в Топ-10 изданий:
«Моя работа связана с поиском и исследованием эффектов проявления спин-орбитального взаимодействия света, то есть взаимовлиянием траектории распространения света и таким свойством света, как поляризация», – рассказывает Наталия Дмитриевна.
Теоретические работы на эту тему велись учеными до 1941 года и тогда же были предсказаны некоторые оптические явления, которые экспериментально удалось обнаружить только после создания лазеров и оптических волокон в 80-х годах прошлого века. Сейчас этот эффект можно легко продемонстрировать школьникам.
Так, в работе советского ученого, радиофизика Сергея Рытова утверждалось, что если линейно-поляризованный свет (например, луч лазера) распространяется по спиральной траектории, то его плоскость линейной поляризации будет поворачиваться. Это одно из наиболее ярких предсказаний влияния траектории света на его поляризацию.
«Наша статья в журнале Optics Express посвящена главным образом систематизации всех уже известных эффектов спин-орбитального взаимодействия света. Публикация подчеркнула роль советских физиков в становлении этого направления развития оптики; также в ней предсказаны еще три новых эффекта, которых еще никто не наблюдал, один из которых исследован в этой статье», – говорит Наталия Кундикова.
С одной стороны, статья носит обобщающий характер, с другой, в ней раскрываются совершенно новые эффекты.
«У пучка света может быть своя структура: поперечное распределение интенсивности может быть зернистой, имеет форму кольца или полукольца, а также лепестков – такая структура определяет внутренний орбитальный угловой момент. Кроме того, световой пучок обладает спиновым угловым моментом (поляризация) и внешним орбитальным угловым моментом (траектория). Все ранее исследуемые эффекты проявления спин-орбитального взаимодействия связаны с влиянием одного из угловых моментов на другой. Наше утверждение заключается в том, два угловых момента могут одновременно влиять на третий угловой момент. В статье показано экспериментально, что поляризация и траектория света могут влиять на структуру пучка», – делится Наталия Дмитриевна.
Что касается остальных двух эффектов, – пока это только предсказание. Необходимо понять в каких условиях эти эффекты могут наблюдаться и попробовать исследовать их экспериментально.
Исследования, которые проводят на кафедре оптоинформатики относятся к фундаментальным и их вряд ли можно использовать в быту. Однако эти исследования работают на перспективу. Возможно, что через 100 лет сегодняшние результаты смогут помочь человечеству также, как в свое время оптическое волокно, которое позволяет доставлять информацию с большими скоростями или как жидкокристаллические дисплеи, благодаря которым мы видим четкое изображение на больших экранах телевизора или компьютера. Необходимые вещества для создания этих, уже привычных для нас вещей, были созданы намного раньше, чем их стали применять в производстве.
Возможно, что исследования Наталии Дмитриевны и всего коллектива кафедры оптоинформатики приближают нас к созданию техники будущего, о возможностях которой мы пока даже не подозреваем.