Ученые Томского политехнического университета совместно с международной научной группой раскрыли уникальные эффекты взаимодействия света с водяными каплями в ледяном тумане. Обнаруженные магнитные свойства двухслойных ледяных частиц могут найти применение в магнитобиологии — области науки, занимающейся объяснением поведения живых организмов под воздействием магнитных полей.
Данные исследования опубликованы в журнале Scientific Reports. Вода в переохлажденном воздухе при температуре от -10 до -15 градусов образует частицы, напоминающие по структуре желейные конфеты: жидкая сердцевина окружена тонкой ледяной оболочкой, пояснили в ТПУ.
Подобные структуры функционируют как резонаторы, способствующие генерации магнитных полей. Максимальный магнитный импульс возникает в момент замерзания капли, вызывая необычные оптические явления — образование ледяных игл и световых столбов, которые в народе называют «прожекторами судного дня».
По мнению экспертов, ледяной туман можно рассматривать как природный метаматериал с оптической нейронной сетью. Мелкие ледяные частицы могут «взаимодействовать» друг с другом посредством магнитных импульсов, воспринимаемых живыми существами, например птицами, что объясняет работу их внутреннего навигационного механизма во время миграций.
Исследователи ТПУ, физического факультета МГУ и Хуайиньского технологического института (Китай) разработали модель магнитных эффектов, возникающих в процессе замерзания водяных капель в тумане. В ходе изучения они выявили эффект резонанса Фано — явление, которое теоретически открывает возможности для создания ряда новых технологически значимых систем.
Появление резонанса Фано, как пояснили...