Výzkumníci z MIT vyvinuli rezonátory, které zesilují
Interakce mezi fotony a elektronypoužívá se v široké škále technologií od laserů po solární panely a LED. Nevýhodou tradičního přístupu je, že díky rozdílným vlnovým délkám těchto částic je interakce mezi fotonem a elektronem velmi slabá.
Fyzici přišli na to, jak tuto interakci zlepšit.Vyvinuli speciální fotonický krystal, což je křemíkový plátek na izolátoru vyleptaný řadou děr o velikosti nanometrů. Teoretické výpočty ukazují, že s pomocí směrovaného elektronového paprsku může taková deska generovat tisíckrát silnější záření Smith-Purcell. Experimenty potvrdily více než 100násobný nárůst světla.
Princip činnosti zařízení jepřenos hybnosti z elektronu na skupinu fotonů nebo naopak. Zatímco konvenční interakce světla s elektrony jsou založeny na generování světla pod jedním úhlem, fotonický krystal je vyladěn tak, aby produkoval světlo v řadě úhlů.
Schéma experimentálního uspořádání. Obrázek: Yi Yang et al., Nature
V experimentech vědci ukázalistonásobné zvýšení radiace pomocí přepracovaného elektronového mikroskopu jako zdroje elektronového paprsku. Poznamenávají však, že potenciálně může tato metoda poskytnout mnohem větší zlepšení při použití specializovaných zařízení.
Stejný proces lze použít i obráceněsměr: rezonanční světelné vlny mohou urychlit pohyb elektronů. To by mohlo být potenciálně použito k vytvoření miniaturizovaných urychlovačů částic na čipu. To znamená, že některé experimenty, které v současnosti vyžadují obrovské podzemní tunely, jako je Velký hadronový urychlovač, lze provádět v konvenční laboratoři.
Přečtěte si více:
Tajemství trvanlivosti římského betonu je odhaleno: lze jej obnovit
Genetici zjistili, jak se za 250 000 let změnil věk početí u lidí
Slunce otevřelo rok zábleskem nejvýkonnější třídy
Na obálce: umělecká ilustrace interakce mezi elektrony a deskou fotonického krystalu. Obrázek: MIT