과학자들이 새로운 형태의 광파를 발견하다

来自英国和美国的国际科学家团队发现了一种以前未知的电磁波类型: 季亚科诺夫—福格特表面波 (Dyakonov-Voigt Surface Wafe)。 这项新发现可能会带来一系列有用的应用,例如改进用于筛选血液样本的生物传感器,或开发更有效传输数据的光纤电路。 相关研究发表于最近的《英国皇家学会学报A》 https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspa.2019.0317

爱丁堡大学的Tom Mackay博士和他的宾夕法尼亚州立大学的同事通过分析光与某些天然存在的或人造晶体的相互作用来发现这一发现。

研究人员发现,Dyakonov-Voigt表面波是在特定区域产生的 – 称为界面 – 晶体与另一种材料的相互作用,如油或水。

以两位顶尖科学家命名,这些波只能使用某些类型的晶体产生,这些晶体的光学特性取决于光通过它们的方向。

科学家利用数学模型确定了波浪的独特性质,这些数学模型结合了由着名数学家和物理学家詹姆斯克拉克麦克斯韦开发的方程式。

他们还发现,Dyakonov-Voigt表面波在离开界面时会减弱 – 这个过程称为衰变 – 只能在一个方向上移动。 其他类型的表面波衰减得更快并且在多个方向上行进。

这些现象可以有一系列有用的应用,例如改进用于筛选血液样本的生物传感器或开发更有效传输数据的光纤电路。

“Dyakonov-Voigt表面波是我们理解光与复杂材料相互作用的一个进步,并为一系列技术进步提供了机会,”Mackay博士说。

  他们发现,季亚科诺夫—福格特波产生于一个特定区域,即晶体与另一种物质(如油或水)相遇的界面。这些波只能由特定类型的晶体产生,这些晶体的光学特性取决于光通过它们的方向。

  自19世纪中期以来,有关光与晶体相互作用的研究都建立在麦克斯韦的工作基础上。在最新研究中,团队成员利用数学模型,结合由麦克斯韦开发的方程式,确定了这种光波的独特性质。

  研究小组发现,以两位著名科学家的名字命名的季亚科诺夫—福格特波,在远离界面(这个过程被称为衰变)时会减弱,并且只朝一个方向行进。而其他类型的所谓表面波衰减更快,并向多个方向传播。

  这项研究的共同作者、爱丁堡大学数学学院的汤姆·麦凯博士说:“季亚科诺夫—福格特波代表我们在理解光与复杂材料如何相互作用方面向前迈进了一步,也为一系列技术进步奠定了基础。”

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