【素材】外部磁場でコントロールできる強磁性体と超伝導体で作った負の屈折率を持つ物質

強磁性体と超伝導体で作った負の屈折率を持つ素材

　ヨーロッパと米国の物理学者は、超伝導と強磁性の薄層からなる新しいタイプの負の屈
折率素材を発見した。現在まで、負屈折はメタ物質とフォトニック結晶でだけ得られていた。
また、研究チームは、外部の磁場を操作することで正―負の間で屈折率を切り換えることを
示した。

　負の屈折率を持つ素材の存在はロシアの物理学者Victor Veselagoによって1967年に最初に
予測された。 彼は、誘電率と透磁率が両方とも負である物質は、通常の物質と比較して光を
逆方向に屈折するだろうと予測した。誘電率は物質の充電能力であり、透磁率は磁場中で
磁力を獲得する能力だ。

　2000年に、ロンドン大学インペリアル・カレッジの理論家John Pendryは、そのような素材は、
完全レンズとして振る舞うので、光学デバイスの分解能の「回折限界」を超えることができる
ことを示した。負の屈折率を持つ物質は自然界では見られないが、最近いくつかのグループが、
メタ物質とフォトニック結晶からの作成に成功している。

　Augsburg大学、ポーランド科学アカデミー、Northern Illinois大学から成るAndrei Pimenov
らのグループによって作成された新素材は、強磁性酸化マンガンと超伝導酸化銅薄膜の多
層構造から成る。外部からの磁場がなければ、試料は、超伝導で、負の誘電率を持つ。こ
れに、3テスラの外部磁場を加えると、透磁率は共鳴フィールドと呼ばれる状態に近づくと
負になる。このように、負の屈折のための両方の状態を満たした。

　Pimenovらは、加えられた磁場による試料の透過率と位相シフトの磁場依存性を測定する
ことによって、試料の屈折率を直接決定した。さらに、磁場の強さを変えることによって
屈折率を負と正の間で調整することができることもわかった。

　このグループは現在、負の透磁率を達成するのに必要な磁場を減少させる方法を検討し
ている。また、彼らは強磁性層を内部磁場を持つ反強磁性材料に置き替えることも検討し
ている。これは、外部からの磁場が存在しないときに負の屈折が観測されるかもしれない
からだ、とPimenovは語った。

記事オリジナルはこちらです。
Ferromagnets and superconductors make negative-index materials
PhysicsWeb/Belle Dume　20 December 2005
http://physicsweb.org/articles/news/9/12/13/1

Negative Refraction in Ferromagnet-Superconductor Superlattices
A. Pimenov, A. Loidl, P. Przyslupski, and B. Dabrowski
Phys. Rev. Lett. 95, 247009 (2005)
http://scitation.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=PRLTAO000095000024247009000001

関連ページ
「へそ曲がり」レンズとマイナスの屈折率
http://www5.ocn.ne.jp/~report/news/refraction2.htm
「左手系材料」って，ご存知ですか？
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/TOPCOL_LEAF/20050621/106007/

関連スレ
【ナノテク】光通信に適した1.5μm近辺の波長で負の屈折率を示す新素材
http://news18.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1134887971/

2

へー

磁場光スイッチバンザイ

貯めたものをずらして返すのか
高速超えるんじゃないのね

誘電率と透磁率が両方とも負

光速超えるじゃんとか思いきや、↑の通りか。

で、何の役に立つの？

なんでも回折限界を超えることで解像度を上げることができるというが, 回折
限界とは何で, どのような限界なのかサッパリ.

まったく理解できません。
解説きぼん。

http://www.physicstoday.org/vol-57/iss-6/p37.html

わかんないんです（＞＜）

いや、俺にはわかる。よく理解できるぞ。
でも馬鹿なお前らにかみ砕いて説明してやる自信がない。残念だ。

まーた、捏造か。

>>1 は、負の屈折のスレを２本載せましたね。
これってホットな話題なんでしょうか？
実際にこれで作ったある程度大きい完全レンズは存在しますか？
それを通して世界を覗くとどのように見えるのでしょう。
実際に写真があれば、図で説明されるより面白いですね。

完全レンズってどんなご利益あるの？

あっても、不完全レンズを通して撮影したり、
不完全レンズの水晶体通してみてもご利益あるの？

常温超伝導

>>14
みたいですよ。私は中の人ではないのでよくはわかりませんが、素材、物理系学会では
>>1の関連ページ2番目のような状況のようです。

見た範囲ではまだ何が「ガラス」になるかを探している段階で、これをレンズとして
使えるようになるのはもう少し先のように思いますが、詳しいことは知りません。

理研のプレスリリースによると可視領域でも負の屈折率を示す物質構造は見つかっているようですが。
http://www.riken.go.jp/r-world/info/release/press/2005/051221/

物質的な現実

負の屈折率は、天文学分野では新しいものですが、材料科学の分野では 近年物議をかもしていました。光が境界を越えた場合、それは特有の方法 で曲がっています。このため、水中に有るオールは、あたかも水中の部分 が表面の方へ曲がっているかのように見えます。

って感じに見えるってことか。
空中に像が浮かぶ感じかなぁ。
よくわからんがともかく面白そうだね。

http://www.mypress.jp/v2_writers/miyu_desu/story/?story_id=922951