Background Image
 1 / 20 Next Page
Information
Show Menu
1 / 20 Next Page
Page Background

УДК 535.361

ПРОДОЛЬНЫЕ И СКАЛЯРНЫЕ БОЗОНЫ

В МАТЕРИАЛЬНЫХ СРЕДАХ И В ВАКУУМЕ

В.С. Горелик

Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва,

Российская Федерация

e-mail:

gorelik@sci.lebedev.ru

Рассмотрены свойства различных типов бозе-частиц, существующих в ди-

электрических средах и в вакууме. Проанализирован спектр решеточных и эк-

ситонных поляритонов на примере двухатомного кубического кристалла и вид

диэлектрической функции

ε

(

ω

)

для поперечных и продольных электромагнит-

ных волн. Показано, что продольные электромагнитные волны соответствуют

нулевому значению диэлектрической проницаемости как в материальных сре-

дах, так и в вакууме. Установлено, что для определенных поляризационных

геометрий при регистрации спектров комбинационного рассеяния в нецентро-

симметричных кристаллах типа фосфида галлия и ниобата лития возможно

возбуждение поперечных или продольных электромагнитных волн. Проанализи-

рованы зависимости энергии от квазиимпульса в глобулярных фотонных кри-

сталлах. Установлено, что в таких кристаллах масса покоя фотонов отлична

от нуля и может принимать как положительные, так и отрицательные зна-

чения. Обнаружено, что в диэлектрических и фотонных кристаллах на поля-

ритонных кривых существуют особые точки, соответствующие так называ-

емым унитарным поляритонам, показатель преломления для которых удовле-

творяет соотношению:

n

2

= 1

. Приведены зависимости энергии от импульса

для бозонов вакуума, соответствующих поперечным, продольным, скалярным и

псевдоскалярным волнам. Показано, что продольные фотоны в вакууме имеют

отрицательную эффективную массу покоя. Проанализированы условия наблю-

дения скалярных и псевдоскалярных бозонов

(

парафотонов и аксионов

)

с очень

малой массой покоя

(10

3

. . .

10

6

эВ

)

, существование которых было предска-

зано ранее на основе астрофизических наблюдений. Рассмотрены закономер-

ности фотон-бозонной конверсии с использованием в качестве возбуждающего

излучения интенсивных лазерных источников света. Предсказано существенное

возрастание эффективности такой конверсии при переходе от спонтанного

режима к вынужденному. Предложены конкретные экспериментальные схемы

для наблюдения процессов фотон-парафотонной конверсии.

Ключевые слова

:

бозон, фотон, парафотон, аксион, поляритон, лазер, вакуум,

диэлектрическая проницаемость, конверсия, энергия, импульс.

LONGITUDINAL AND SCALAR BOSONS IN MATERIAL MEDIA

AND IN VACUUM

V.S. Gorelik

Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences,

Moscow, Russian Federation

e-mail:

gorelik@sci.lebedev.ru

In this paper the properties of different types of bose-particles in dielectric media and

in vacuum are considered. Spectra of latticial and excitonic polaritons are analyzed

on the example of two-atomic cubic crystal. The shape of dielectric function

ε

(

ω

)

is given for transversal and longitudinal electromagnetic waves. It is shown, that

longitudinal electromagnetic waves correspond to zero value of dielectric permittivity

36

ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2015. № 1