Cеминар "Терагерцовое излучение от двумерных структур"
17 февраля на кафедре Физики конденсированных сред состоялся семинар «Терагерцовое излучение от двумерных структур». Данный семинар был одним из серии семинаров проводимых совместно сотрудниками лаборатории «Излучение заряженных частиц» НИЯУ МИФИ и Оксфордского университета, уже на протяжении нескольких лет.
Профессор Оксфордского университета Иван Коноплев рассказал об исследовании 1D и 2D периодических структур. В его группе решают проблему подавления выделенных мод поля в волноводе. Для этого предлагается вырезать на стенках волновода периодическую структуру и поместить в центр волновода стержень с периодической резьбой. Сдвигая стержень относительно решетки трубы на разную величину, можно добиться эффекта подавления «ненужных» волн.
Исследования оксфордской группы комплексные: ученые проводят компьютерное моделирование в пакетах MAGIC и CST, проводят эксперименты с внешними полями различной природы, в том числе с полями заряженных частиц, а также аналитически описывают периодические структуры с помощью фиктивных магнитных токов. Суть данного метода заключается в том, чтобы заменить металлическую решетку плоской поверхностью с набором магнитных токов. Интересно, что магнитные токи, то есть движение магнитных зарядов - это процесс, физически не существующий (по крайней мере пока существование монополя Дирака не доказано). Несмотря на это, оказывается, возможно переопределить электрический ток таким образом, что его часть возможно описывать с помощью магнитных зарядов и их тока. Это особенно легко понять, если вспомнить всем известный факт из общей физики, что источником магнитного поля (аналог заряда) служит простейшая замкнутая петля с электрическим током. Техника такого рода - введение фиктивных магнитных токов - широко используется в физике СВЧ-приборов.
Сотрудники нашей кафедры также давно исследуют терагерцовое излучение от периодических структур, в последнее время, например, в рамках проекта РНФ «Метаповерхности как объект и инструмент диагностики». Об этих работах на семинаре докладывала руководитель проекта Дарья Сергеева. Она рассказала о результатах эксперимента, который проводился на компактном электронном ускорителе LUCX в крупнейшем международном исследовательском центре КЕК, в Японии. Суть эксперимента в том, чтобы зарегистрировать терагерцовое излучение, возникающее при взаимодействии ультрарелятивистских электронов с метаповерхностями, представляющими собой массив упорядоченных металлических субволновых частиц, расположенных на диэлектрической подложке. Особенность мишени в том, что решетка имеет два взаимно перпендикулярных периода. Излучение от таких решеток распределяется в пространстве сложным образом, в виде узких пучков света, длина волны которых определяется углом распространения (похоже на эффект радуги). Такие решетки могут использоваться для управления частотой источника излучения. На эксперименте квазимонохроматическое излучение зарегистрировано под ожидаемыми углами в терагерцовом диапазоне частот. В рамках проекта была создана теория, описывающая характеристики излучения заряженных частиц от таких сложных поверхностей, и работа продолжается: предстоит обобщить созданную теорию, учесть и проанализировать сопутствующие эффекты.
Доклады на семинаре вызвали живые обсуждения, и взаимный интерес участвовать в совместных исследованиях и дальше.