СВЕРХБЫСТРЫЙ МАГНИТНЫЙ СВЕТ Принцип Гюйгенса (Христиан Гюйгенс, 1678) утверждает, что каждая точка фронта волны является вторичным источником сферических волн. Огибающая фронтов волн всех вторичных источников становится фронтом волны в следующий момент времени. Этот принцип является фундаментальным в теории дифракции электромагнитных волн и заключается в том, что в каждой точке волнового фронта векторы электрического и магнитного поля ортогональны и колеблются в фазе. Такое сфазированное колебание обеспечивает однонаправленное распространение – сферические волны, складываясь между собой, не дают излучения в обратном направлении – волновой фронт движется в однородной среде только вперед. Каждый такой источник вторичных волн принято называть элементом Гюйгенса. Интересно, что элементом Гюйгенса может являться не только участок волнового фронта в свободном пространстве, но и вообще любая система, поддерживающая электрический и магнитный отклик, одновременно. Известно, что диэлектрическая наночастица, изготовленная из материала с достаточно высоким показателем преломления (например из кремния) способна поддерживать электрический и магнитный диполные резонансы. Как результат такая частица имеет интересную рабочую точку, где она становится элементом (или источником) Гюйгенса. В этом режиме частица рассеивает все излучение вперед и ничего не рассеивает назад. Другими словами, если смотреть на кремниевую наночастицу под разными углами, то она будет казаться либо очень яркой, либо вовсе невидимой. Ученые из Международного Научно-исследовательского центра "Нанофотоники и метаматериалов" в своей недавней работе «Ultrafast Magnetic Light» [1] предложили новую концепцию управления такими кремниевыми наночастицами с помощью фемтосекундных лазерных импульсов. Авторы экспериментально показывают, что высоко-энергетичные световые импульсы способны существенно изменять характеристики кремниевых наночастиц, что приводит к динамическому управлению диаграммой направленности рассеяния света. Внутри наночастицы формируется электронно-дырочная плазма, наличие которой сильно влияет на диэлектрическую проницаемость кремния. В частности это позволяет включать или выключать описанный выше режим элемента Гюйгенса, как показано на Рисунке. Такие наночастицы, объединенные в двухмерный массив, формируют так называемую метаповерхность Гюйгенса, которая теперь становится нелинейной: в зависимости от мощности падающего света она превращается из почти идеального зеркала в практически прозрачный нерассеивающий слой. Результаты этой работы будут использоваться для современных фотонных технологий, нуждающихся в сверхбыстрой, сильной, и обратимой модуляции оптического отклика.