Современная электроника №4/2026

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ 62 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 4 / 2026 зом, по вертикальной оси на рис. 6a отложено не абсолютное значение энергии, а величина, показывающая то, насколько ветвь поляритона лежит выше или ниже экситонного уровня в единицах экситонной ширины линии. Тонкими чёрными линиями показа- ны невзаимодействующие моды экси­ тона ( E x ) ифотона микрорезонатора ( E c ). Видно, что при усилении диссипатив- ной составляющей связи нижняя поля- ритонная ветвь деформируется, а вблизи некоторого диапазона волновых векто- ров возникает аномальный «инвертиро- ванный» участок дисперсии. Когда свет «сильно взаимодей- ствует» с возбуждением вещества (экситонным или фононным), их собственные частоты уже не пере- секаются, а «отталкиваются» друг от друга (Anticrossing). Вместо одной точки пересечения возникает зазор (Rabi Splitting). Если этот зазор боль- ше потерь в системе, значит, реали- зован режим «сильного взаимодей- ствия» (Strong Coupling). В этом случае возникают новые смешанные состоя- ния света и вещества (Polaritons). В дисперсионном спектре отчёт- ливо видны две раздельные кривые. Нижняя волна обусловлена большей частью «экситонным возбуждением». Верхняя волна по своим параметрам ближе к световой. Обе волны в сово- купности – это поляритон. Следует обратить внимание на то, что при заметной роли диссипатив- ной связи форма нижней ветви может существенно изменяться. На её дис- персионной зависимости появляется инвертированный участок. Иными сло- вами, система ведёт себя уже не как обычный экситон-поляритон, а как более сложная гибридная квазичасти- ца, для которой потери и рассеяние ста- новятся не просто помехой, а фактором, меняющим сам закон движения. Рис. 6б является иллюстрацией того, как эффективная масса нижней поля- ритонной ветви ( m 1 ) определяет знак групповой скорости, а ( m 2 ) связана с кривизной дисперсии. В заштрихован- ной области величина ( m 1 ) становит- ся отрицательной, что соответствует режиму отрицательной эффектив- ной массы. Это означает, что группо- вая скорость квазичастицы может быть направлена противоположно её импульсу. Здесь мы имеем дело не с «уникальным экзотическим явлени- ем», а с ещё одним проявлением общей теории поляритонов. При достаточно сильной гибридизации света и веще- ства рождаются новые квазичастицы с качественно иными свойствами, кото- рых не было ни у чисто фотонной, ни у чисто экситонной подсистемы по отдельности. Именно в этом смысле экситон-поляритоны и фонон-поляри- тоны можно рассматривать как част- ные реализации единого фундамен- тального механизма: образования смешанных свет-вещественных мод. В 1986 году спустя почти тридцать лет после первой публикации волны Пекара официально были зарегистри- рованы в качестве научного открытия: «явление распространения добавочных световых волн в кристаллах» с прио- ритетом№ 323 от 23 мая 1957 года [28]. На этом можно считать завершив- шимся первый исторический этап раз- вития теории и эксперимента поляри- тонов. Важнейшим результатом этого этапа можно считать вывод о том, что различные типы поляритонов пред- ставляют собой частные проявления одного и того же фундаментального физического механизма: гибридиза- ции света с коллективными возбуж- дениями в веществе. На следующем витке развития в 2000-х годах будут открыты новые типы: магнон-поляритон, брэггов- ский поляритон, поляритон Ридберга, плазмон-поляритон Тамма. Эти вопро- сы планируется рассмотреть в следу- ющих номерах журнала. Литература 1.  Landau L.D. The Theory of Superfluidity of Helium II. Journal of Physics USSR, 5, 71–90 (1941). URL: https://www.ujp.bitp.kiev.ua/files/ journals/5/1941/5_1941_1.pdf. 2.  Landsberg G., Mandelstam L. Über die Lichtzerstreuung in Kristallen. Zeitschrift für Physik, 1928, Bd. 50, S. 769–780. URL: https://doi. org/10.1007/BF01339412. 3.  Tamm I. Über die Quantentheorie der molekularen Lichtzerstreuung in festen Körpern Zeitschrift für Physik (Zs. f. Ph.). 60, 345, 1930). URL: https://elib.biblioatom.ru/text/tamm_ sobranie-trudov_t1_1975/p168/. 4.  Frenkel J. Wave Mechanics: Elementary Theory, Oxford: Clarendon Press, 1932, URL: https://www.hlevkin.com/ hlevkin/90MathPhysBioBooks/ Physics/Physics/QuantumMechanics/ Frankel.Wave-Machanics.pdf?utm_ source =chatgpt.com. 5. Phonon: Definition, Quantization, and Equations Science facts. URL: https:// www.sciencefacts.net/phonon.html. 6.  Brockhouse B.N. Neutron Scattering and the Frequency Distribution of the Normal Modes of Vanadium Metal, Canadian Journal of Physics, 1955, Vol. 33, No. 12, pp. 889–891, URL: https://cdnsciencepub.com/ doi/10.1139/p55-110. 7.  Френкель Я.И. Волновая меха- ника. М.: ОНТИ-ГТТИ, 1934. URL: https://www.phantastike.com/science/ volnovaya_mehanika_1/djvu/view/. 8. Okinawa Institute of Science and Technology Scientists capture first ever image of an electron's orbit within an exciton. URL: https://phys. org/news/2021-04-scientists-capture- image-electron-orbit.html. 9.  Gross E.F. Excitons in Cu 2 O. Soviet Physics – JETP, 1, 132–140 (1955). URL: https://jetp.ras.ru/cgi-bin/ dn/e_001_01_0132.pdf. 10. Excitons – Types, Energy Transfer. URL: https://ocw.mit.edu/courses/6- 973-organic-optoelectronics- spring-2003/a21ecb66b23810fe38494f2 33489dbcf_7.pdf. 11.  Толпыго К.Б. Динамика кристалли- ческих решёток с учётом запаздыва- ния в оптических колебаниях. Докла- ды Академии Наук СССР (ДАН СССР), 1950, т. 72. № 5. С. 989–992. URL: https:// search.rsl.ru/ru/record/01003386293. 12.  Hopfield J.J. Theory of the contribution of excitons to the complex dielectric constant of crystals. Physical Review, 1958, v. 112, № 5, pp. 1555– 1567. URL: https://doi.org/10.1103/ PhysRev.112.1555. 13.  Streyer W.H. Reststrahlen band optics for the advancement of far-infrared optical architecture (University of Illinois at Urbana-Champaign), 2016. URL: https://www.ideals.illinois.edu/ items/98482. 14.  Zhao S., Ribbing C-G. Options for reststrahlen materials in optical surfaces and filters. Chinese Optics Letters, 2010, Vol. 8 (Suppl.). URL:https:// www.diva-portal.org/smash/get/ diva2%3A466544/FULLTEXT01.pdf. 15.  Толпыго К.Б. Физические свой- ства решетки соли типа каменной, построенной из деформируемых ионов // Журнал эксперименталь- ной и теоретической физики. 1950, т. 20. № 6. С. 497–509. URL: https:// elibrary.ru/item.asp?id=34413163. 16.  Huang K. On the interaction between the radiation field and ionic crystals.