طور باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا رنانات تعمل على تضخيم
التفاعل بين الفوتونات والإلكتروناتتستخدم في مجموعة متنوعة من التقنيات من الليزر إلى الألواح الشمسية ومصابيح LED. عيب النهج التقليدي هو أنه بسبب الأطوال الموجية المختلفة لهذه الجسيمات ، يكون التفاعل بين الفوتون والإلكترون ضعيفًا جدًا.
اكتشف الفيزيائيون كيفية تحسين هذا التفاعل.لقد طوروا بلورة ضوئية خاصة ، وهي عبارة عن رقاقة سيليكون على عازل محفور بمجموعة من الثقوب بحجم نانومتر. تظهر الحسابات النظرية أنه بمساعدة حزمة إلكترونية موجهة ، يمكن أن تولد مثل هذه اللوحة إشعاع سميث بورسيل أقوى ألف مرة. أكدت التجارب زيادة الضوء بأكثر من 100 مرة.
مبدأ تشغيل الجهاز هونقل الزخم من الإلكترون إلى مجموعة الفوتونات أو العكس. بينما تعتمد التفاعلات التقليدية للضوء مع الإلكترونات على توليد ضوء بزاوية واحدة ، يتم ضبط البلورة الضوئية لإنتاج ضوء في مجموعة من الزوايا.
مخطط الإعداد التجريبي. الصورة: يي يانغ وآخرون ، الطبيعة
في التجارب ، أظهر العلماءزيادة بمقدار مائة ضعف في الإشعاع باستخدام مجهر إلكتروني معاد استخدامه كمصدر لحزمة الإلكترون. ومع ذلك ، فقد لاحظوا أنه من المحتمل أن توفر هذه الطريقة تحسينًا أكبر بكثير عند استخدام الأجهزة المتخصصة.
يمكن استخدام نفس العملية في الاتجاه المعاكسالاتجاه: يمكن لموجات الضوء الرنانة تسريع حركة الإلكترونات. يمكن استخدام هذا في بناء مسرعات جسيمات مصغرة على رقاقة. هذا يعني أن بعض التجارب التي تتطلب حاليًا أنفاقًا ضخمة تحت الأرض ، مثل مصادم الهادرونات الكبير ، يمكن إجراؤها في مختبر تقليدي.
قراءة المزيد:
تم الكشف عن سر متانة الخرسانة الرومانية: يمكن ترميمها
لقد حدد علماء الوراثة كيف تغير عمر الحمل عند البشر على مدى 250000 سنة
افتتحت الشمس العام مع وميض أقوى فئة
على الغلاف: رسم توضيحي فني للتفاعل بين الإلكترونات ولوحة بلورة فوتونية. الصورة: MIT