3 / 14
В настоящей работе проанализированы закономерности различных
процессов фотон-фононной и фотон-аксионной конверсии в низкосим-
метричных сегнетоэлектрических кристаллах и кристаллических ами-
нокислотах, а также предложены конкретные схемы для установления
свойств бозонов вакуума при их проникании в материальные среды.
Фотон-бозонная конверсия в материальных средах.
При про-
никании фотонов вакуума в диэлектрическую среду в ней форми-
руются гибридные квазичастицы — поляритоны, свойства которых
изучаются начиная с классических работ М. Борна до настоящего вре-
мени [11, 12]. В диэлектрических полярных средах типа щелочно-
галоидных кристаллов закон дисперсии
ω
(
k
)
поляритонов в неявном
виде задается соотношениями
ω
2
=
A
2
0
k
2
ε
(
ω
)
μ
(
ω
)
=
A
2
0
k
2
(
ω
2
0
−
ω
2
)
ε
∞
(
ω
2
l
−
ω
2
)
;
μ
(
ω
) = 1;
ε
(
ω
) =
ε
∞
ω
2
l
−
ω
2
ω
2
0
−
ω
2
.
(1)
Здесь
k
— волновой вектор;
с
0
— скорость света в вакууме;
ε
(
ω
)
,
μ
(
ω
)
—
дисперсионные зависимости диэлектрической и магнитной проницае-
мостей;
ω
0
— частота поперечных волн в кулоновском приближении;
ω
l
— частота продольных электромагнитных волн в среде;
ε
∞
— высо-
кочастотная диэлектрическая проницаемость. Из формулы (1) следует
закон дисперсии для поляритонных ветвей (верхней и нижней)
ω
2
±
=
ω
2
l
+
c
2
k
2
2
"
1
±
s
1
−
4
ω
2
0
c
2
k
2
(
ω
2
l
+
c
2
k
2
)
2
#
;
c
2
=
c
2
0
ε
∞
.
(2)
Закон дисперсии (2) может быть получен как на основе реше-
ния уравнений Максвелла в приближении плоских монохроматиче-
ских волн для изотропного кубического двухатомного кристалла, так
и из решения системы двух уравнений, соответствующих двум свя-
занным волнам,
u
(
х
, t
) =
u
0
exp(
ikx
−
ωt
)
и
ξ
(
х
, t
) =
ξ
0
exp(
ikx
−
ωt
)
,
колебаний ионов и напряженности
Е
электромагнитного поля:
¨
u
=
−
ω
2
0
u
+
ω
2
p
ξ
;
¨
ξ
=
−
c
2
0
ε
∞
k
2
ξ
−
¨
u,
(3)
где
ω
2
p
— квадрат плазменной частоты,
ω
2
p
=
ω
2
l
−
ω
2
0
.
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2015. № 4
25