Es erschien ein Spiegel, der tausendmal dünner als ein menschliches Haar ist

Physiker am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) haben den bislang leichtesten optischen Spiegel entwickelt.

Das neue Metamaterial besteht aus einemstrukturierte Schicht, die nur aus wenigen hundert identischen Atomen besteht. Die Atome sind in einem zweidimensionalen optischen Gitterarray angeordnet. Die Forschungsergebnisse sind die ersten experimentellen Beobachtungen auf dem neuen Gebiet der Subwellenlängen-Quantenoptik mit geordneten Atomen. Dieser Spiegel ist einzigartig.

In der Regel werden Spiegel hochglanzpoliertMetalloberflächen oder optische Gläser mit einer speziellen Beschichtung für verbesserte Leistung bei geringerem Gewicht. Aber die Physiker am MPQ haben zum ersten Mal gezeigt, dass bereits eine strukturierte Schicht aus mehreren hundert Atomen einen optischen Spiegel bilden kann. Seine Dicke beträgt nur einige zehn Nanometer, was tausendmal dünner ist als die Breite eines menschlichen Haares.

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Ingenieure stellten fest, dass die beiden HauptmerkmaleSpiegel sind regelmäßige Muster und Subwellenlängenabstände. Sie unterdrücken die diffuse Lichtstreuung, indem sie die Reflexion zu einem unidirektionalen und stabilen Lichtstrahl kombinieren. Aufgrund des relativ engen und diskreten Abstands zwischen Atomen kann ein einfallendes Photon jedoch viele Male zwischen Atomen hin und her springen, bevor es reflektiert wird. Beide Effekte machen den Spiegel effektiver.

Der Spiegel hat einen Durchmesser von etwa sieben Mikrometern. Das Gerät, auf dem der Spiegel entworfen wurde, nimmt jedoch das gesamte Gebiet des Wissenschaftslabors ein - es besteht aus mehr als tausend einzelnen optischen Komponenten und wiegt etwa zwei Tonnen. Daher ist es unwahrscheinlich, dass das neue Material für die Massenproduktion von Spiegeln verwendet wird.

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