• Ученые МГУ уточнили границы квантовых теорий плазмонных наночастиц.
• Исследователи МГУ выполнили детальное сравнение современных теорий взаимодействия света с металлическими наноструктурами.
• Работа опубликована в журнале Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer.
• Внутри металла возбуждаются плазмоны - коллективные колебания электронов.
• На этом эффекте основаны многие технологии, от нанооптики до медицинской диагностики.
• При уменьшении размера частиц до нескольких нанометров классические законы недостаточны для адекватного описания оптических характеристик.
• Для описания таких явлений в наноплазмонике используются несколько теоретических подходов, включая модель GNOR и теорию SRF.
• GNOR более успешно описывает коллективные эффекты и потери энергии, в то время как SRF - локальные поля и параметры поверхностных плазмонных резонансов.
• Обе модели дополняют друг друга и описывают разные стороны одной физической картины.
• При определенных условиях обе модели могут быть сведены к единому подходу, учитывающему пространственную нелокальность и поверхностный отклик.
• Результаты исследования могут быть использованы для уточнения параметров существующих и разработки новых плазмонно-резонансных устройств и технологий.

«Сравнение существующих теорий важно не только для фундаментальной физики, но и для практики. От того, насколько точно мы описываем поведение света в наноструктурах, зависит точность работы сенсоров, фотонных кристаллов, квантовых систем связи и устройств биомедицинской визуализации. Понимание границ применимости разных моделей позволяет проектировать материалы с заданными оптическими свойствами в присутствии квантовых эффектов», — подчеркивает Владимир Лопушенко, ведущий научный сотрудник лаборатории математической физики факультета ВМК МГУ.