Если частота
ω
0
возбуждающего излучения совпадает с частотой
ω
u
унитарных поляритонов (
ω
0
=
ω
u
), то условия синхронизма (4),
(5) выполняются автоматически. Введение возбуждающего лазерного
излучения в прямолинейный кварцевый световод позволяет получить
высокую спектральную интенсивность возбуждающего излучения по
всей длине материала. Дополнительным условием для повышения ин-
тенсивности излучения в световоде является применение брэгговских
зеркал
15
. При достаточно большой длине световода вероятность про-
цессов конверсии возрастает, и при определенных режимах накачки
могут происходить процессы как спонтанной, так и вынужденной
фотон-аксионной конверсии. Во втором блоке схемы установки (см.
рис. 4,
г
) в аналогичном кварцевом световоде осуществляется аксион-
фотонная конверсия. Подстройка частоты возбуждающего излучения
лазера под частоты унитарных поляритонов обеспечивает выполне-
ние условий синхронизма для процессов фотон-аксионной конверсии
и обратных процессов в рассмотренных схемах.
Дополнительная возможность для повышения эффективности
фотон-аксионной конверсии может быть реализована с использовани-
ем в качестве конверсионной среды трехмерных фотонных кристал-
лов [21–29]. В таких кристаллах присутствуют унитарные фотоны
(поляритоны) в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой обла-
стях спектра. Вид дисперсионных кривых в искусственном опале,
рассчитанных для глобул из кремнезема диаметром 250 нм, показан
на рис. 5. Согласно рисунку, групповые скорости унитарных поляри-
тонов (точка
U
) могут принимать аномально низкие значения, что
приводит к изменению вероятности спонтанных процессов излучения
[30] и понижению порогов соответствующих вынужденных процессов
[31, 32].
В качестве иллюстрации возможностей фотонных кристаллов при-
ведем принципиальную схему прибора (рис. 6) для детектирования
аксионов, возникающих внутри Солнца или в центре Земли. В сталь-
ной контейнер, помещенный в магнитное поле, введен фотонный кри-
сталл (искусственный опал), в котором происходят процессы аксион-
фотонной конверсии в результате превращения солнечных аксионов
в унитарные поляритоны (см. рис. 5). Приемник регистрирует их в
направлении, противоположном направлению распространению акси-
онов, так как показатель преломления унитарных поляритонов соста-
вляет
n
=
−
1
(см. рис. 5). Аналогичный приемник может быть создан
на основе кристаллов рубина или диэлектрических кристаллов с ред-
коземельными элементами.
Детектирование “холодных” аксионов в микроволновой облас-
ти спектра.
Задача регистрации медленных (“холодных”) аксионов
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2014. № 6
15
