Прямое подтверждение теории локализации света Андерсона

Свет не может распространяться в неупорядоченной среде, если между двумя дефектами расстояние менее длины волны. Физики из университетов Цюриха и Констанцы впервые получили прямое экспериментальное подтверждение теории нобелевского лауреата Филипа Андерсона (Philip W. Anderson), использовав диффузию света в мутной среде.

Свет не может распространяться прямолинейно в мутной среде, подобной молоку, потому что множество капелек жира отклоняют свет, как дефекты. Если беспорядок – в данном случае, концентрация дефектов – превышает определенный уровень, волны вообще не способны распространяться в мутной среде. Филип Андерсон был первым, кто описал этот переход к локализованным волнам в 1958 г., который, поэтому, и получил название андерсоновская локализация. Однако вплоть до недавнего времени она не наблюдалась. Впервые физики из университетов Цюриха и Констанцы продемонстрировали андерсоновскую локализацию света в прямом эксперименте.

В своей работе команда исследовала диффузию света в очень сильно рассеивающей среде. «Для того чтобы получить диффузию света и сделать андерсоновскую локализацию видимой, нужно было делать фотографии с интервалом менее наносекунды», - сказал Кристоф Аегертер (Christof Aegerter), поясняя технические трудности эксперимента. Базируясь на этих снимках с высоким разрешением, исследователи показали, что в случае андерсоновской локализации свет не способен распространяться в среде после примерно четырех наносекунд.

Вплоть до недавнего времени было очень трудно вычислить определенные характеристики локализованных состояний, таких как насколько большой является критическая концентрация дефектов. Благодаря полученным экспериментальным данным теория обрела новый стимул и возможность дальнейшего уточнения.

Андерсоновская локализация волн является общим явлением, которое встречается во всех волновых процессах с сильным рассеянием, и важна для практики: среди прочих других вещей, она описывает переход между проводником и изолятором.

Диффузия света в неупорядоченной мутной среде, зафиксированная с интервалами 1 нс. После приблизительно 4 нс, свет не может распространяться в среде дальше