Метастабільні бризери та локальний діамагнетизм в двовимірних нелінійних метаматеріалах

Анотація

Досліджено динамічні властивості двовимірних нелінійних магнітних метаматеріалів, які складаються з нанорозмірних елементів. Запропоновано модель двовимірної гратки ємнісно та індуктивно зв’язанихрозщеплених прямокутних нанорезонаторів. Показано, що довгохвильова динаміка двовимірної гратки описується регуляризованим нелінійним двовимірним рівнянням Клейна–Гордона. Асимптотичним методом знайдено розв’язки цього рівняння з урахуванням дії ЕРС, яка індукована електромагнітною хвилею, у вигляді двох послідовностей двовимірних динамічних солітонів на п’єдесталі однорідних вимушених коливань. Розраховано діамагнітний відгук на електромагнітне поле терагерцового діапазону в області метаматеріалу, в якій збуджено бризер, що осцилює протифазно однорідному фону. Чисельно досліджено еволюцію довгоживучих метастабільних бризерів та знайдено два сценарії, колапсу й розпаду, розвитку його нестійкості в залежності від параметрів наведеної ЕРС та індуктивного зв’язку між нанорезонаторами. На межі цих сценаріїв виявлено, що остаточним результатом трансформації бризерів є химерний стан метаматеріалу з бризером великої амплітуди, який генерує стохастичні хвилі.