Свет может застревать внутри крошечных структур, как звук в идеально настроенном колоколе: энергия не выходит наружу, хотя вокруг нет стен. Такие состояния называют «связанными в континууме» — свет пойман в ловушку, но не заперт в ящике. До сих пор их получали в обычных кристаллах, где левое и правое направления неразличимы.
Теперь команда исследователей впервые создала подобные состояния в магнитном фотонном кристалле, который работает без внешнего магнита — достаточно заранее намагнитить материал. Оказалось, что пойманный свет приобретает хиральность: он начинает «предпочитать» одно направление вращения, как винт с правой резьбой. Самое интересное — эту хиральность можно переключить на противоположную, просто перевернув намагниченность кристалла. Структура при этом не меняется.
Главный сюрприз — невероятная устойчивость таких состояний. Обычные «связанные в континууме» световые моды очень чувствительны к малейшим изъянам: одна царапина — и ловушка ломается. Здесь же, благодаря магнетизму, свет остаётся запертым даже при заметных повреждениях кристалла. Это как колокол, который продолжает звенеть с той же чистотой, даже если по нему ударили молотком.
Такие свойства открывают дорогу к надёжным оптическим чипам, которые смогут различать «левые» и «правые» молекулы — а это критически важно в фармацевтике, ведь зеркальные версии лекарства могут действовать совершенно по-разному.
Хиральность света можно переключить, просто перевернув магнитную стрелку в кристалле — как будто перчатка сама превращается из левой в правую без изменения формы.