Полярито́н ( англ. polariton ) — составная квазичастица , возникающая при взаимодействии фотонов ( электромагнитных волн ) 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 ${\displaystyle \omega }$ и волновые векторы ${\displaystyle k}$ совпадают (резонанс). В этой области образуются связанные волны, то есть поляритоны , которые обладают характерным законом дисперсии ${\displaystyle \omega (k)}$ . 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 ${\displaystyle \omega _{0}}$ решение даёт следующее соотношение для дисперсии фононных поляритонов (без учёта затухания):

${\displaystyle {\left({\frac {kc}{\omega }}\right)}^{2}=\varepsilon (\omega )={\frac {\omega _{L}^{2}-\omega ^{2}}{\omega _{0}^{2}-\omega ^{2}}}\varepsilon _{\infty }}$ ,

где ${\displaystyle \varepsilon }$ — диэлектрическая проницаемость среды, ${\displaystyle \varepsilon _{\infty }}$ — высокочастотная (по отношению к ${\displaystyle \omega _{0}}$ ) диэлектрическая проницаемость, ${\displaystyle \omega _{0}}$ , ${\displaystyle \omega _{L}}$ — частоты поперечного и продольного длинноволновых оптических фононов.

Связанное состояние фотонов

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.

См. также

• Поверхностный поляритон

Примечания

Ссылки

• // 21 июля 2014
• // 12.11.2018
• (поляритонный транзистор запатентован в " Сколтехе ") // ТАСС, 2 фев 2023

В статье не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску ). Информация должна быть проверяема , иначе она может быть удалена. Вы можете статью, добавив ссылки на авторитетные источники в виде сносок . ( 21 октября 2013 )