Optiikka on kehitetty tarkkailemaan hiukkasia attosekunnin asteikolla

Harvardin ja Grazin teknillisten yliopistojen insinöörit ovat kehittäneet metapinnan

mikroskoopit, joilla on erittäin korkea tila- ja aikaresoluutio. Laite käyttää äärimmäistä ultraviolettivaloa atomien ja molekyylien tarkkailuun.

Metaoptiikka on piikalvonoin 200 nm paksu, johon on kaiverrettu pieniä reikiä. Koko linssi koostuu sadoista miljoonista rei'istä, joiden halkaisija on 20-80 nm, ja jokaiseen materiaalin mikrometriin on tehty noin 10 tällaista reikää. Vertailun vuoksi ihmisen hiuksen paksuus on 60-100 mikronia ja pienen viruksen halkaisija on noin 15 nm.

Äärimmäinen ultraviolettisäteilykorkea taajuus ja erittäin lyhyt aallonpituus. Tämä mahdollistaa teoreettisesti erittäin pienten kohteiden ja nopeiden prosessien havainnoinnin reaaliajassa ennätyksellisen avaruudellisella resoluutiolla. Ongelmana on, että useimmat optiset mallit ovat läpinäkymättömiä tällaiselle säteilylle.

Metapinnassa linssit ovatreikiä. Niiden halkaisijat vaihtelevat ja pienenevät kalvon keskustasta ulospäin. Reiän koosta riippuen sinne putoava valosäteily vääristyy eri kulmissa ja sen seurauksena fokusoituu johonkin pisteeseen. Vain pienten reikien tarkka sijoitus mahdollistaa tämän vaikutuksen.

Tutkijat testasivat ominaisuuksiametapinnat koelaitoksessa Grazissa. Laser fokusoitiin inerttikaasusuihkulle ja se synnytti äärimmäistä ultraviolettisäteilyä hyvin lyhyiden pulssien muodossa. Tutkimustulokset vahvistivat mahdollisuuden käyttää linssiä useiden attosekuntien (10–18 s) prosessien tarkkailuun. Fyysikot työskentelevät parhaillaan mikroskoopin parissa, joka käyttää tällaista optiikkaa.

Lue lisää:

Tiedemiehet ovat selvittäneet maapallon kaltaisen planeetan outojen radiosignaalien luonteen

Italian yllä leimahti punainen sädekehä. Nyt sen luonne on selitetty

Webb on löytänyt maailmankaikkeuden vanhimman mustan aukon