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

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
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)
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

Поезд без рельсов: как работал 174-метровый автопоезд LeTourneau

Прежде чем отправить грузовой поезд в отдалённый район, туда нужно проложить железную дорогу. Для регулярных перевозок такие затраты могут окупиться, но ради нескольких рейсов строить сотни...

Почему многие считают, что пингвины живут только в Антарктиде, и где они обитают на самом деле

Когда речь заходит о пингвинах, в воображении большинства людей сразу возникает картина ледяных просторов, снега и сурового холода Антарктиды. Эти чёрно-белые нелетающие птицы стали почти символом...

Колесо Ферриса 1893 года: как в Чикаго построили гигантское колесо обозрения

Весной 1893 года над выставочным районом Чикаго начала расти конструкция, которую многие инженеры считали слишком хрупкой для собственного замысла. Две стальные окружности диаметром около 76 метров...

Хлеб из супермаркета больше не настоящий? Как его проверить по составу

Вы платите в супермаркете за ржаной хлеб, а получаете крашеный пшеничный кирпич. Увы, но в большинстве случаев это именно так. Настоящий черный хлеб требует долгой работы бактерий. Эту технологию...

Почему электрочайник выключается от пара, а не от кипящей воды?

Чайник закипел, но нагрев прекращается не оттого, что прибор проверил температуру воды внутри колбы. В большинстве обычных моделей сигналом служит пар, который попадает по каналу к выключателю....

Как «таблетка» домофона открывает входную дверь, если там даже нет батарейки

Вы подносите к домофону у входной двери небольшой ключ (контактный ключ «таблетку» или бесконтактная RFID-метка). Раздаётся писк, щелчок замка, и дверь открыта. Внутри такого ключа нет ни...