Створено «лупу» для вивчення міжатомних зв’язків
Американські вчені створили найменшу в світі високоточну оптичну систему.
Століттями вчені були переконані, що світлове випромінювання, як і будь-які інші коливання, неможливо направити на область, розміри якої менші, ніж довжина хвилі, яка, як промінь світла, вимірюється мільйонними частками метра, повідомляє Quibbll.
І ось зараз групі дослідників з Кембриджського університету і Центру фізики матеріалів вдалося створити найменшу в світі високоточну оптичну систему, що забезпечує можливість фокусування променів світла на атомарному рівні.
Ключовою складовою розробки вчених є крихітний оптичний резонатор на базі надпровідних золотих наночасток. Площа його поверхні настільки мала, що більше однієї молекули там не поміститься.
Цей резонатор, іменований дослідниками «pico-cavity», являє собою увігнуту область в наноструктурі із золота діаметром в один атом золота, і дозволяє фокусувати світло на площі, розміром менше однієї мільярдної частини метра. Як повідомляється, результати дослідження, опубліковані в журналі Science, відкривають нові способи вивчення взаємодії матерії і світла, включаючи можливість запуску нових видів хімічних реакцій, що в кінцевому підсумку може привести до появи принципово нових типів надчутливих сенсорів.
«Ми повинні були охолодити все це до температури в -260 градусів Цельсія для того, щоб тепловий рух не заважав нам ставити атоми золота на задане місце. Зразок, на якому створювалася піко-западина, висвітлювався лазерним світлом, що дозволяло нам відслідковувати рух кожного атома в режимі реального часу», — розповідає провідний дослідник проекту Фелікс Бенз.
Автори дослідження відзначають, що створення настільки високоточних наноструктур пов'язане з безліччю труднощів.
«Розроблена нами модель передбачала використання кожного окремого атома як крихітного громовідводу, але замість електричних зарядів вони притягували світло», — розповідає Хав'єр Аіспуруа, професор із Центру фізики матеріалів, відповідальний за теоретичну частину експерименту.
Наявність настільки високоточної оптичної системи відкриває перед вченими нові горизонти.
Власне, в майбутньому може з'явитися нова область хімічних реакцій, каталізатором для яких є сфокусоване світло. Крім цього, розробка може знайти застосування в нових оптико-механічних пристроях запису і зберігання інформації, які будуть здійснювати запис світлом і зберігати інформацію в формі молекулярних коливань.
