Вчені з університету Каліфорнії у Берклі розробили метаматеріал, який володіє нульовим коефіцієнтом заломлення. Шарувата структура з фториду магнію і кремнію може знайти застосування у фотоніці і квантових комп’ютерах.
Метаматеріалами називають об’ємні впорядковані структури, складені з деталей розміром менше довжини хвилі того випромінювання, для управління яким цей матеріал розроблений. Автори нової розробки використали послідовні шари з фториду магнію і золота. Кожен шар мав товщину близько 50 нанометрів (довжина хвилі видимого світла від 770 до 380 нанометрів) і був не суцільним, а з розташованими у вигляді квадратної сітки хрестоподібними отворами.
Параметри метаматеріала були підібрані так, щоб виникаючі при проходженні світлової хвилі електричні заряди на його поверхні і між шарами заданим чином змінювали цю хвилю. У результаті вдалося домогтися того, що лазерний імпульс, який проходить крізь зразок не зазнавав фазового зсуву, який виникає у звичайних матеріалах через те, що швидкість світла у речовині відрізняється від швидкості світла у вакуумі і світло неминуче запізнюється при проходженні крізь скло чи інший матеріал. Нульовий фазовий зсув може стати у нагоді для створення елементів оптичних обчислювальних систем.
Крім того, вчені показали можливість використовувати метаматеріал для ѿідвищення ефективності оптичних елементів, що використовують явища нелінійної оптики. У перспективі, це може стати у нагоді для отримання заплутаних пар частинок для квантових обчислень. При взаємодії двох променів від різних лазерів у зразку виникало випромінювання на інший довжині хвилі (якби використовувався видимий, а не інфрачервоний діапазон, то коректно було б говорити «іншого кольору») і воно однаково ефективно поширювалося в обох напрямках, хоча у звичайних матеріалах таке світло поширюється переважно в одну сторону.
Нульовий коефіцієнт заломлення у даній роботі відповідав зсуву фаз і не означав того, що швидкість світла у речовині була нескінченною, як це формально випливає з визначення показника заломлення через швидкість світла у середовищі. Це означає лише те, що фаза хвилі на виході збігалася з фазою хвилі на вході. Крім того, оскільки метаматеріал представляв собою стопку шарів заданої форми, його не можна було пристосувати для створення оптичних елементів довільної форми.
