Ультратонкий материал меняет представление об оптике: ученые наблюдают феномен «скручивания света»

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

В мире науки, где бесконечно малые величины рождают грандиозные открытия, исследователи не перестают искать новые способы управлять светом — этой неуловимой сущностью, играющей ключевую роль в нашей жизни. И вот, похоже, очередной рубеж пройден: ученые из Национальной ускорительной лаборатории SLAC, вооружившись мощнейшим инструментом — высокоскоростной электронной камерой, — смогли проникнуть в тайны сверхтонких материалов и обнаружить там удивительное явление: способность этих материалов «закручивать» свет, подобно умелому танцору, задающему ритм движения.

Объектом исследования стал дителлурид вольфрама — представитель двумерных материалов, толщина которых в тысячи раз меньше человеческого волоса. Казалось бы, что особенного может таиться в такой микроскопической пленке? Однако именно на этом уровне, где привычные законы физики обретают новую силу, ученые обнаружили удивительные свойства, способные перевернуть наше представление об оптике.

Скручивание света, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Секрет кроется в особом взаимодействии дителлурида вольфрама с терагерцовым излучением — электромагнитными волнами, занимающими промежуточное положение между инфракрасным и микроволновым диапазонами. Под воздействием этих волн материал начинает вести себя как виртуозный манипулятор света, изменяя направление колебаний электромагнитных волн и заставляя их двигаться не линейно, а по спирали.

Но как же ученым удалось увидеть этот «танец света», разворачивающийся на масштабах, не подвластных человеческому глазу? Здесь на помощь пришла сверхбыстрая электронная дифракция (MeV-UED) — технология, позволяющая регистрировать сверхбыстрые процессы, длящиеся ничтожные доли секунды. Представьте себе камеру, способную заснять полет пули с такой детализацией, что можно разглядеть гравировку на гильзе — именно такими возможностями обладает MeV-UED.

Используя этот уникальный инструмент, ученые смогли зафиксировать, как терагерцовое излучение воздействует на электроны в материале, заставляя их колебаться и менять направление движения световых волн. Словно в замедленной съемке, перед глазами исследователей предстал танец электромагнитных волн, управляемый тончайшей пленкой дителлурида вольфрама.

Кристаллическая структура дителлурида вольфрама Td-WTe2 (W:серый, Te: красный)
Автор: By Ponor — Own work, CC BY-SA 4.0 Источник: commons.wikimedia.org

Открытие способности сверхтонких материалов управлять поляризацией света — это не просто научный курьез, а настоящий прорыв, открывающий новые горизонты в разработке оптоэлектронных устройств. Миниатюрные светодиоды, гибкие экраны, сверхчувствительные сенсоры, оптические компьютеры — все это может стать реальностью благодаря материалам, способным «дирижировать» светом.

Более того, исследования в области двумерных материалов позволяют предположить, что в будущем мы сможем создавать многослойные структуры с уникальными оптическими свойствами, комбинируя разные материалы подобно деталям конструктора. Такие структуры откроют невиданные ранее возможности для управления светом, позволят создавать оптические устройства с невероятной функциональностью и миниатюрными размерами.

Шаг за шагом, ученые разгадывают тайны взаимодействия света и материи на уровне атомов, открывая перед нами удивительный мир сверхтонких технологий, способных принципиально изменить нашу жизнь.

5 комментариев

Добавить комментарий

S
>>способную заснять полет пули с такой детализацией, что можно разглядеть гравировку на гильзе
[ржОт как конь]

Кстати, поляризация, ясен пень, никак не влияет на направление движения световых волн, перевод — полный буллшыт.
K
Писанина для агушек. От всех этих аналогий рука сама тянется к лицу.
S
Эффект поворота поляризации света в кристалле теллура известен еще с 80-х годов прошлого века (см. оптическая активность теллура). Ничего прорывного в описываемой научной работе нет, а статья — графомания гуманитария.
HET
Так ведь, что не статья, то прорыв… Руби просто репостит любой кликбейт с «научным налётом».
108412561135000089841@google
Для учащихся начальной школы норм статья

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

ANENG SL108: 65 Вт USB-C паяльник за копейки, но есть нюанс

Рынок портативных паяльников за последние несколько лет буквально взорвался. Pinecil V2, TS101, SQ-001 — всё это инструменты, которые перевернули представление о том, каким должен быть...

✦ ИИ  Из чего на самом деле состоит пляжный песок: от геологии до рыбьего помёта

Розовый, чёрный, зелёный, белый — песок бывает разным. Но самый белый на Мальдивах — это переработанные кораллы рыбами-попугаями. Рассказываю, как геология и биология создают пляжи.

✦ ИИ  Зеленка против современной аптечки: почему главный антисептик нашего детства не стал мировым стандартом

Для человека, выросшего в СНГ, зеленка — это обязательный атрибут детства. Разбитая коленка, ветрянка или ссадина после велосипеда — все это лечилось в основном зеленкой. А потом выясняется...

Наш жидкий предок: мог ли механизм зарождения жизни всегда скрываться внутри наших клеток?

Один из главных вопросов в исследованиях происхождения жизни на Земле связан с физическим поведением молекул в жидкой среде. Четыре миллиарда лет назад молодая планета обладала обширными водными...

Даже документами толком не обменяться: отличие формата бумаги А4 в Европе и США

Лист белой бумаги для печати или письма, что может быть привычнее. Каждый, кто сталкивался с черчением, будучи студентом машиностроительных вузов и техникумов или работая в области проектирования,...

Зачем в крышке одноразового кофейного стакана делают маленькое отверстие

В «конструкции» простейшего одноразового стакана для кофе не может быть ничего интересного? Ошибаетесь. Даже малозаметное небольшое отверстие в крышке стакана выполняет важную функцию.