Un team di ricercatori dell’Università Ebraica di Gerusalemme e dell’Università di Tecnologia di Vienna (TU
Come assorbire l'energia luminosa?
Questa non è la prima volta che gli scienziati hanno capito comeassorbire energia luminosa. Ma il nuovo metodo della "trappola luminosa" che gli scienziati hanno sviluppato è l'unico in grado di assorbire l'energia luminosa anche in mezzi molto sottili e deboli.
In un nuovo esperimento, gli scienziati hanno dimostratocome implementare questo processo in modo molto efficace. Ad esempio, gli scienziati hanno dimostrato che la luce laser di qualsiasi forma può essere completamente assorbita anche da un mezzo molto “debole”. Ad esempio, una pellicola sottile o un pezzo di vetro leggermente contaminato, spiegano gli scienziati in un'intervista a Interesting Engineering.
Installazione di una trappola di luce.
Foto: Omri Chaim
Ora i ricercatori stanno costruendo con attenzioneuna cavità ingegnerizzata attorno a un mezzo assorbente che non consente il passaggio della luce. Entra nella cavità, dove attraversa un tale mezzo più volte fino a quando non viene completamente assorbito e non ne rimane nulla.
Perché hai bisogno di una trappola leggera?
Catturare l'energia luminosa è molto importante, madifficile. E conservarlo in modo efficace è ancora più difficile. Ecco perché gli scienziati stanno cercando di convertirlo in altre forme di energia. "Dall'essere assorbito dalle piante al rilevamento della luce nella fotocamera di un cellulare, l'energia trasportata dalle onde luminose o dai fotoni deve essere convertita in altre forme per essere utilizzabile", spiegano gli scienziati.
Ad esempio, la luce che l'utente vede accesadisplay dello smartphone, viene prima immagazzinato come energia chimica in una batteria. Il circuito stampato all'interno del telefono consente di convertirlo in energia elettrica e, infine, diventa la luce che fa brillare lo schermo.
L'assorbimento diretto della luce può in modo significativomigliorare sia il design che la tecnologia dei dispositivi che le persone utilizzano quotidianamente. I ricercatori ritengono che catturare la luce sia alla base di molti processi importanti nella scienza, nella tecnologia e nella natura. Il potenziale di questo processo tornerà utile per migliorare le prestazioni dei rivelatori selettivi spettrali (che assorbono i raggi luminosi di diverse frequenze) e dei dispositivi del futuro che sono alimentati dalla luce.
Come funziona la "trappola luminosa ideale"?
I ricercatori hanno sviluppato una cavità in cuimolti specchi e lenti circondano un sottile mezzo che assorbe la luce. Hanno disposto gli specchi e le lenti in modo tale (come mostrato nella figura sotto) che quando un raggio di luce entra nella cavità, inizia a muoversi in cerchio. Alla fine, il raggio di luce non ha altra scelta che essere assorbito dal mezzo sottile.
Diagramma che mostra il percorso di un raggio di luce in una trappola.
Credito: Università Tecnica di Vienna
Oltre al mezzo assorbente, cattura la luceIl dispositivo è dotato di uno specchio parzialmente trasparente, uno specchio riflettente e due lenti convesse. Il primo specchio rimane parzialmente trasparente per consentire alla luce di entrare nella cavità, hanno detto i ricercatori. Tuttavia, può anche andare
Per evitare ciò, gli scienziati hanno usatointerferenza delle onde. Ricordiamo che si tratta di un mutuo aumento o diminuzione dell'ampiezza risultante di due o più onde coerenti quando si sovrappongono l'una all'altra. È accompagnato da un'alternanza di massimi e minimi di intensità nello spazio. Il risultato dell'interferenza dipende dalla differenza di fase tra le onde sovrapposte.
Di conseguenza, quando il raggio laser cade parzialmentespecchio trasparente, è diviso in due parti. Dopo aver colpito le lenti, il mezzo assorbente e lo specchio riflettente, i raggi si sovrappongono. In questa posizione l'intero fascio luminoso è bloccato. Non può “sfuggire” ed è assorbito dal mezzo sottile.
Qual è la linea di fondo?
I ricercatori affermano che la tecnica è così perfetta che anche i frequenti sbalzi di temperatura o pressione dell'aria non la influiscono.
È interessante notare che il dispositivo funziona solo su una frequenza di luce in entrata. Mentre gli scienziati stanno lavorando per espandersi a un design più a banda larga.
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