Прозрачные материалы можно заставить поглощать свет практически полностью, если направлять на них волны с экспоненциально растущей амплитудой. Об этом говорится в статье группы ученых из американских, шведских и российских университетов.
Распространение света в прозрачной среде можно описать с помощью S-матрицы (scattering matrix, матрица рассеяния). Эта, вообще говоря, комплексная матрица связывает частоты падающего и рассеянного света и позволяет сравнительно легко установить основные свойства оптической системы. Например, если собственные значения S-матрицы обращаются в ноль при некоторой частоте ωa, то на этой частоте система будет поглощать абсолютно весь свет. Если же S-матрица имеет полюс при частоте ωe, то при любом конечном возбуждении свет будет бесконечно усиливаться — мы имеем дело с лазером.
В комплексной частоте мнимая часть отвечает за изменение амплитуды волны со временем, а действительная — за собственно колебания. Если мнимая часть на этой частоте больше нуля, то волна будет затухать, в противоположном случае — усилится.
Ученые предложили использовать для поглощения комплексные полюса матрицы рассеяния. Говоря более простым языком, они предложили направлять на прозрачную среду волну не с постоянной (как обычно), а с экспоненциально растущей амплитудой. Из-за этого обычно прозрачный материал начинал выглядеть абсолютно поглощающим, то есть накапливал всю поступающую в него электромагнитную энергию волны.
Результаты работы ученых можно применить не только в оптике, поскольку формализм S-матрицы так же успешно применяется в акустике, квантовой механике и квантовой теории поля. Например, изменяя похожим образом волновую функцию частицы, попавшей в потенциал, можно исключить рассеяние и добиться идеального сохранения частицы в этом потенциале.
