Des physiciens de l’Université Purdue ont découvert de nouvelles ondes avec des variations spatiales de l’électromagnétisme
Interaction de la lumière et de la matière dans les matériauxjoue un rôle central dans plusieurs dispositifs photoniques, des lasers aux détecteurs. Au cours de la dernière décennie, la nanophotonique, l'étude de la façon dont la lumière circule à l'échelle du nanomètre dans des structures artificielles telles que les cristaux photoniques et les métamatériaux, a conduit à des avancées importantes.
Un mystère de longue date dans ce domaine a été la disparitionlien entre les réseaux atomiques, leurs symétries et le rôle qu'il joue dans les champs lumineux picoscopiques, expliquent les auteurs de l'étude. Pour résoudre ce problème, les physiciens théoriciens ont développé la structure hamiltonienne de la matière de Maxwell et lui ont appliqué la théorie quantique de la réponse induite par la lumière dans les matériaux.
Les scientifiques ont prouvé que parmi lesondes électromagnétiques connues dans le réseau atomique, de nouvelles ondes anormales devraient apparaître. Ces ondes lumineuses fluctuent énormément, même au sein du même élément fondamental d’un cristal de silicium.
Les matériaux naturels eux-mêmes ont une richessela symétrie interne du réseau cristallin, et la lumière dépend fortement de cette symétrie. Notre objectif immédiat est d'appliquer la théorie à une variété de matériaux quantiques et topologiques, ainsi que de confirmer expérimentalement l'existence de ces nouvelles ondes.
Satvik Bharadwaj, chercheur à l'Université Purdue et co-auteur de l'étude
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En couverture : une illustration artistique de l'ouverture :propagation des ondes dans un réseau tridimensionnel d'atomes de silicium. L'onde rouge est une onde électromagnétique ordinaire se propageant dans un solide. L’onde interne bleue représente la nouvelle onde picophotonique prédite. Image : Zubin Jacob, Université Perdue