Ученые университета ИТМО предсказали ранее неизвестный тип электромагнитного отклика — дуальный аксионный. Их открытие, опубликованное в Nature Communications, предлагает принципиально иной взгляд на электродинамику в сложных средах.
Аксионы — гипотетические частицы, которые могли бы объяснить нарушения симметрии в Стандартной модели и стать кандидатами на роль частиц темной материи. Хотя в природе аксионы пока не найдены, похожие эффекты возникают в твердом теле и в фотонных структурах.
Аксионный отклик, имитирующий поведение гипотетических аксионов, давно используется для описания фотонных и твердотельных структур. Но в новой работе физики показали, что уравнения Максвелла могут дополняться не только электрическими, но и магнитными источниками, при этом не нарушая общего магнитного заряда.
Долгие годы считалось, чтобы получить уравнения электродинамики в среде, нужно добавить поправки, связанные с поляризацией и намагниченностью, в одну пару уравнений Максвелла, а другую оставить без изменений. В этой парадигме написаны все учебники, и сам я преподавал курс электродинамики именно так. Но оказалось, что в некоторых средах меняется и вторая пара уравнений — это ведет к совершенно неожиданным результатам.
Участники исследования подчеркнули, что внешне оба отклика — классический и дуальный — дают схожие картины рассеяния света, а различия проявляются при взаимодействии с зарядами внутри материала. Работа ученых не только пересматривает интерпретацию старых экспериментов, но и открывает новую область исследований в области метаматериалов и фотоники.
Ранее в Науке Mail рассказывали, что российские ученые открыли новый тип светоизлучающего элемента для дисплеев будущего.