Quantum seminar | 22 May 2026

Спиральные среды [1-3] обладают уникальными поляризационными свойствами и хиральными запрещёнными зонами, что делает их перспективными инструментами для управления электромагнитными полями и генерации закрученных фотонов. Доклад посвящён обзору результатов исследования взаимодействия электромагнитных полей с такими средами с учётом частотной и пространственной дисперсии. Для рассеяния плоских и закрученных фотонов на спирально-симметричных средах установлены правила отбора, показывающие, что спиральная среда передает рассеянным фотонам импульс и момент импульса [4]. Для частного случая спиральных сред – холестерических жидких кристаллов (ХЖК) показано, что заряженная частица, пересекающая слой ХЖК, создает закрученные фотоны с определенной проекцией полного углового момента на заданной гармонике [5]. Наличие проводящих структур в спиральной среде приводит к появлению пространственной дисперсии, или нелокальности, что в свою обеспечивает появление новых электромагнитных эффектов. В рамках эффективной теории поля, учитывая спиральную симметрию среды, получена новая модель тензора диэлектрической проницаемости спиральной среды с сильной пространственной дисперсией [6], находящаяся в согласии с экспериментальными данными для частного случая таких сред – спирального метаматериала [7]. Для переходного излучения релятивистской заряженной частицы в таком метаматериале выявлены новые каналы излучения, в том числе при нулевом поперечном импульсе, связанные с наличием плазмонной степени свободы [8].

[1] В. А. Беляков, А. С. Сонин, Оптика холестерических жидких кристаллов. — Москва: Физ.-Мат. Лит., 1982. — 360 с.
[2] P. G. De Gennes, J. Prost, The physics of liquid crystals. — 2nd ed. — Oxford: Clarendon Press, 1993. — 597 p.
[3] A. Lakhtakia, W. S. Weiglhofer, On light propagation in helicoidal bianisotropic mediums, Proceedings of the Royal Society of London A. — 1995. — Vol. 448. — P. 419–436.
[4] P.O. Kazinski, P.S. Korolev, Scattering of plane-wave and twisted photons by helical media, Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical. – 2022. – Vol. 55, № 39. – P. 395301.
[5] O. V. Bogdanov, P. O. Kazinski, P. S. Korolev, G. Yu. Lazarenko, Radiation of twisted photons from charged particles moving in cholesterics, Journal of Molecular Liquids. — 2021. — Vol. 334. — Art. 115278.
[6] P.O. Kazinski, P.S. Korolev, Exploring spatial dispersion in helical wired media: an effective field theory approach, Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical. – 2025. – Vol. 58, № 9. – P. 095701.
[7] J. Kaschke, M. Wegener, Optical and Infrared Helical Metamaterials, Nanophotonics. – 2016. – Vol. 5, № 4. – P. 510-523.
[8] Kazinski P. O., Korolev P. S. Transition radiation in helical metamaterials with strong spatial dispersion, arXiv preprint arXiv:2602.15343. – 2026.