A Massachusetts Institute of Technology kutatói olyan rezonátorokat fejlesztettek ki, amelyek erősítik
Kölcsönhatás fotonok és elektronok közötta lézerektől a napelemekig és a LED-ekig a legkülönfélébb technológiákban használják. A hagyományos megközelítés hátránya, hogy ezen részecskék eltérő hullámhossza miatt a foton és az elektron közötti kölcsönhatás nagyon gyenge.
A fizikusok rájöttek, hogyan javítsák ezt a kölcsönhatást.Kifejlesztettek egy speciális fotonikus kristályt, amely egy szilícium lapka egy nanométeres méretű lyukakkal maratott szigetelőn. Az elméleti számítások azt mutatják, hogy irányított elektronsugár segítségével egy ilyen lemez ezerszer erősebb Smith-Purcell sugárzást képes generálni. A kísérletek megerősítették a fény több mint 100-szoros növekedését.
A készülék működési elve azlendület átvitele elektronról fotoncsoportra vagy fordítva. Míg a hagyományos kölcsönhatások a fénynek az elektronokkal azon alapulnak, hogy egyetlen szögben állítják elő a fényt, a fotonikus kristályt úgy hangolják, hogy több szögben állítson elő fényt.
A kísérleti elrendezés vázlata. Kép: Yi Yang et al., Nature
Kísérletek során a tudósok kimutattáka sugárzás százszoros növekedése egy újrafelhasznált elektronmikroszkóp segítségével, mint elektronsugárforrás. Megjegyzik azonban, hogy potenciálisan ez a módszer sokkal nagyobb javulást eredményezhet speciális eszközök használatakor.
Ugyanez a folyamat fordítva is használhatóirány: a rezonáns fényhullámok felgyorsíthatják az elektronok mozgását. Ez potenciálisan felhasználható miniatürizált részecskegyorsítók építésére egy chipen. Ez azt jelenti, hogy néhány olyan kísérlet, amely jelenleg hatalmas földalatti alagutakat igényel, mint például a Large Hadron Collider, hagyományos laboratóriumban is elvégezhető.
Olvass tovább:
Feltárul a római beton tartósságának titka: helyreállítható
Genetikusok meghatározták, hogyan változott az emberi fogantatás kora 250 000 év alatt
A nap a legerősebb osztály felvillanásával nyitotta az évet
A borítón: az elektronok és a fotonikus kristály lemeze közötti kölcsönhatás művészi illusztrációja. Kép: MIT