Физици „сърфираха“ в светлинни вълни
Последно: 19 юни 2024 г. в 10:25
Изследователи от Харвард се научиха да управляват движението на своеобразни фотонни „килватерни вълни“, които възникват, когато светлинните вълни „нарушават“ предела на скоростта на светлината за материята, през която се движат, става ясно от статия, публикувана в сп. Nature Nanotechnology.
Още през 1934 г. Павел Черенков и Сергей Вавилов забелязали, че експериментирайки с гама-лъчение, че попадането му в течност предизвиква в нея слабо, но добре забележимо светене благодарение на това, че гама-лъчите избиват електроните и ги ускоряват до скорости, превишаващи скоростта на светлината във вода.
Това явление, носещо името „излъчване на Черенков“, се използва от учените за откриване на белтъчни молекули, търсене на елементарни частици и оценка на мощността на ядрени реактори, но досега не е използвано за изработване на различни наноуреди и източници на светлина.
Екип физици от Харвардския университет под ръководството на Федерико Капасо (Federico Capasso) са направили първата крачка към манипулацията на излъчването на Черенков, като създали специално устройство от късчета злато и златно фолио.
Тънките ивици от някои метали – например мед, злато или сребро – са способни да поглъщат видимата светлина и да я предават във вид на топлина, други форми на електромагнитно излъчване и отново светлина. Обяснението е, че на повърхността на метала възникват т.нар. плазмони – колективни колебания на електроните, способни да поглъщат и изпускат енергия във вид на светлинни вълни.
Капасо и колегите му създали изключително необичаен „едномерен“ плазмен резонатор, в който електроните се движат по-бързо от скоростта на светлината във и на повърхността на метали. Благодарение на това възниква своеобразна килватерна следа от фотони излъчване на Черенков.
Силата, „гъстотата“ на това излъчване, неговата посока и прочие физични параметри не са случайни и те могат да се контролират, да се управлява ъгълът на падане на светлината на фолиото, нейната поляризация и това как са разположени прорезите и късчетата злато на неговата повърхност.
Всичко това позволява много гъвкаво да се контролира посоката на „килватера“ светлинна вълна, което дава на физици и инженери възможност да създадат цял клас светлинни наноуреди, светлинни компютри, лещи, насочващи светлината в определена посока, и прочие футуристични уреди.
