Поляритон

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Поляритон
Состав: Составная квазичастица
Классификация: Фононный поляритон, поверхностный поляритон, экситонный поляритон, плазмон-поляритон, магнонный поляритон
Теоретически обоснована: Советским физиком К. Б. Толпыго,[1][2] в 1950 году[1][2] и, независимо от него, китайским физиком Куном Хуангом в 1951 году.[3][4]
Кол-во типов: 6

Полярито́н (англ. polariton) — составная квазичастица, возникающая при взаимодействии фотонов с элементарными возбуждениями среды — оптическими фононами, экситонами, плазмонами, магнонами и так далее (которые называются соответственно фононными поляритонами, экситонными поляритонами (светоэкситонами), плазмон-поляритонами, магнонными поляритонами и так далее). Взаимодействие электромагнитных волн с возбуждениями среды, приводящее к их связи, становится особенно сильным, когда одновременно их частоты и волновые векторы k совпадают (резонанс). В этой области образуются связанные волны, то есть поляритоны, которые обладают характерным законом дисперсии . Их энергия состоит частично из электромагнитной и частично из энергии собственных возбуждений среды.

Для описания фононных поляритонов необходимо решить уравнения колебаний кристаллической решётки совместно с уравнениями Максвелла. В простейшем случае кубического кристалла с изолированными фононным резонансом на частоте решение даёт следующее соотношение для дисперсии фононных поляритонов (без учёта затухания):

,

где  — диэлектрическая проницаемость среды,  — высокочастотная (по отношению к ) диэлектрическая проницаемость, ,  — частоты поперечного и продольного длинноволновых оптических фононов.

Связанное состояние фотонов[править | править код]

В момент столкновения фотонов с охлаждёнными до почти абсолютного нуля атомами рубидия фотоны приобретают массу (атомная составляющая поляритона). Путешествуя через облако рубидия, фотоны движутся от атома к атому. Каждое такое взаимодействие с атомом длится миллионные доли секунды, но иногда могут происходить встречи фотонов, после которых они следуют вместе неразрывно. Покинув облако, они теряют атомную составляющую, но "помнят" о том, что происходило с ними в облаке, оставаясь связанными в пары и триплеты.[5]

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 Tolpygo, K.B. (1950). «Physical properties of a rock salt lattice made up of deformable ions». Zhurnal Eksperimentalnoi i Teoreticheskoi Fiziki (J. Exp. Theor. Phys.) 20 (6): 497–509, in Russian.
  2. 1 2 K.B. Tolpygo, "Physical properties of a rock salt lattice made up of deformable ions," Zh. Eks.Teor. Fiz. vol. 20, No. 6, pp. 497–509 (1950), English translation: Ukrainian Journal of Physics, vol. 53, special issue (2008); Архивированная копия  (недоступная ссылка — история). Проверено 15 октября 2015. Архивировано 8 декабря 2015 года.
  3. Huang, Kun (1951). «Lattice vibrations and optical waves in ionic crystals». Nature 167: 779–780. DOI:10.1038/167779b0. Bibcode1951Natur.167..779H.
  4. Huang, Kun (1951). «On the interaction between the radiation field and ionic crystals». Proceedings of the Royal Society of London 208: 352–365.
  5. https://www.vesti.ru/doc.html?id=2988884

Ссылки[править | править код]