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

Собаки стареют точно так же, как люди. Как это поможет продлить нашу жизнь?

Домашние собаки делят с человеком общее пространство жизнедеятельности. Они подвергаются воздействию тех же факторов окружающей среды, пьют воду из аналогичных источников, ведут схожий по...

Сигнал из «космического полдня»: открыт самый далекий гигантский природный радиолазер ранней Вселенной

Астрономы зарегистрировали радиосигнал от молекул гидроксила, отправленный из галактики на расстоянии более половины наблюдаемой Вселенной. Это излучение классифицируется как космический мазер....

Почему человек — единственное живое существо, которое плачет от эмоций?

Слезная жидкость выполняет базовые физиологические функции у всех позвоночных животных. Она постоянно увлажняет роговицу, доставляет кислород к тканям глаза и защищает слизистую оболочку от...

Как подобрать сплит-систему по площади, BTU и высоких потолках: инструкция, которая избавит от типичных ошибок

Как подобрать кондиционер, чтобы не мёрзнуть и не потеть? Рассказываю про формулу 1 кВт на 10 м², BTU, солнечную сторону, высоту потолков и почему нельзя ставить сплит напротив кровати.

Гигантские изоподы не едят по пять лет: как им это удаётся и при чём здесь бактерии Chlamydiae

Гигантские морские мокрицы живут на глубине и не едят по пять лет. Как они это делают? Огромный желудок, сонный обмен веществ и бактерии-помощники. Без воды и сложных терминов.

Обзор наушников Kiwi Ears Septet: музыкальные полуоткрытые «квадриды»

Kiwi Ears Septet — семидрайверные требовательные квадриды (наушники с четырьмя типами излучателей) с качественным звуком, частично открытой акустической конструкцией, удобной посадкой и...