Departe! Crearea De Cristale Se Umple Cu Lumina

{h1}

Un fascicul de lumină produce ondulări într-un produs chimic de cristal folosit la machiaj.

Un fascicul de lumină poate face valuri în cristale, iar aceste unde pot fi „reglate” - un fenomen care ar putea deschide noi posibilități tehnologice, spun cercetătorii.

La Universitatea din California, San Diego, fizicienii conduși de Dimitri Basov și Siyuan Dai au tras un fascicul de lumină infraroșie la un mic cristal de nitrură de bor. Au focalizat fasciculul pe vârful unui microscop de forță atomică. Un microscop cu forță atomică sondează suprafețe la scara atomilor și a moleculelor cu un ac la capătul unui braț, ca acela de pe un disc de vinil. Microscopul a transferat impulsul de la lumină la cristal.

Lumina a generat ondulări - valuri - în nitrura de bor. Undele, numite polaritoni fononici, aveau lungimi de undă la fel de scurte ca cele ale luminii ultraviolete, aproximativ 300-400 nanometri sau miliarde de metri. [Microfotografie magnifică: 50 minuni minuscule]

"Un val la suprafața apei este cea mai apropiată analogie", a spus Basov într-un comunicat. "Arunci o piatră și lansezi valuri concentrice care se mișcă spre exterior. Aceasta este similară. Atomii se mișcă. Evenimentul declanșator este iluminat cu lumină."

O substanță chimică folosită în produse cosmetice, nitrura de bor (BN) este un cristal de van der Waals, ceea ce înseamnă că atomii săi formează straturi, stivuite una peste alta și ținute împreună de forțe între molecule. Prin ajustarea lungimii de undă a luminii și a numărului de straturi de nitrură de bor, cercetătorii au reușit să ajusteze forma și dimensiunea polaritonilor.

"Noutatea cheie este că proprietățile valurilor pot fi reglate prin modificarea numărului de straturi atomice dintr-un specimen de [nitru de bor]", a spus Basov la WordsSideKick.com.

Deoarece este posibil să controlați dimensiunea undelor, este de asemenea posibil să utilizați cristalul pentru a transmite informații, într-un mod similar modului în care este utilizată lumina în comunicațiile radio. "Puteți direcționa informații unde doriți la nanoscală", a spus Basov.

Capacitatea de a regla polaritonii înseamnă, de asemenea, că se poate controla fluxul de căldură într-un material, deoarece căldura este doar mișcarea atomilor și moleculelor dintr-o substanță.

Controlul undelor ar putea fi important pentru construirea circuitelor de dimensiuni nanometrice. Momentan, informațiile sunt transmise între componentele circuitului cu electroni. Lumina are tot felul de proprietăți care o fac utilă pentru transmiterea datelor; de exemplu, este rapid. Dar pentru a utiliza undele de lumină pentru a transmite informații, o antenă simplă trebuie să fie, în general, cel puțin jumătate mai mare decât undele de lumină (de aceea antenele pentru radiouri sunt la fel de mari decât sunt). Este posibil să le reducem, dar există compromisuri în ceea ce privește eficiența. [Cele mai mari 9 mistere nesoluționate în fizică]

Undele radio, chiar și în cele mai rapide rețele, au lungimi de undă măsurate în zeci de milimetri. Undele infraroșii comune în telecomenzile TV sunt chiar mai mici, cu o lungime de doar micrometri. Chiar și așa, aceasta este de mii de ori mai mare decât circuitele tipice ale computerului, care sunt zeci de nanometri peste - sunt pur și simplu prea mici pentru a utiliza frecvențele radio. (Când utilizați o rețea Wi-Fi, semnalul radio este transformat în electroni, astfel încât computerul îl poate „auzi” și necesită o antenă - radio Wi-Fi poate fi mare în comparație cu un procesor.)

Reducerea undelor radio în semnal mai scurtă nu este întotdeauna o opțiune; astfel de lungimi de undă se deplasează în cele din urmă de la radio în domeniul luminii vizibile și necesită re-instrumentarea emițătorului și receptorului. De asemenea, cât de bine transmite undele pot depinde foarte mult de lungimea de undă folosită și de mediul în care se află. De exemplu, undele radio mai lungi se îndoaie în jurul colțurilor mai ușor decât lumina vizibilă, motiv pentru care nu trebuie să fiți în linia de vederea postului FM local.

Posibilitatea de a transmite unde asemănătoare luminii într-o substanță solidă ar însemna că tehnologii ar obține multe dintre avantajele undelor de lumină, fără unele dintre problemele generării de semnale de lungime de undă ultra-scurte precum nevoia unei configurații a emițătorului / receptorului.

Circuitele mai mici au, de asemenea, o problemă mai mare care radiază căldura. Calculatoarele au ventilatoare pentru a menține procesoarele reci, dar folosirea luminii pentru a controla temperatura ar putea însemna că mașinile viitoare ar putea dispensa de ele.

Lucrarea a început cu experimente în grafen, a spus Barsov. Grafenul, care este realizat din carbon, formează, de asemenea, straturi cu o singură moleculă și, de asemenea, poate face polaritoni ca răspuns la lumină. Valurile, însă, nu durează atât timp cât se întâmplă cu nitrură de bor. „Oamenii au crezut că nitrura de bor este doar un material de legătură - nu am crezut niciodată că va fi util”, a spus Basov.

Lucrarea este detaliată în numărul din 7 martie al revistei Science.

Urma WordsSideKick.com pe Twitter @wordssidekick, Facebook. Articolul original despre știința în direct.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Creaturi Creative: 10 Animale Care Folosesc Instrumente
Creaturi Creative: 10 Animale Care Folosesc Instrumente

Adolescenții Cu Anorexie Recuperează Mai Bine Cu Ajutorul Părinților
Adolescenții Cu Anorexie Recuperează Mai Bine Cu Ajutorul Părinților

Cecil Leul: Permisele De Vânătoare Plătite Ajută La Salvarea Vieții Sălbatice?
Cecil Leul: Permisele De Vânătoare Plătite Ajută La Salvarea Vieții Sălbatice?

Care Este Cea Mai Mare Descoperire Arheologică Din Istorie?
Care Este Cea Mai Mare Descoperire Arheologică Din Istorie?

Studiu: Religia Este Bună Pentru Copii
Studiu: Religia Este Bună Pentru Copii


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com