MIT の研究者は、効果を高める共振器を開発しました。
光子と電子の相互作用レーザーからソーラーパネルやLEDまで、幅広い技術で使用されています。従来のアプローチの欠点は、これらの粒子の波長が異なるため、光子と電子の間の相互作用が非常に弱いことです。
物理学者は、この相互作用を改善する方法を見つけました。彼らは、特殊なフォトニック結晶を開発しました。これは、ナノメートル サイズの穴の配列がエッチングされた絶縁体上のシリコン ウエハーです。理論計算によると、指向性電子ビームの助けを借りて、そのようなプレートは 1,000 倍強いスミス パーセル放射を生成できることが示されています。実験では、100倍以上の光の増加が確認されました。
デバイスの動作原理は、電子から光子群への運動量の移動、またはその逆。従来の光と電子の相互作用は、単一の角度で光を生成することに基づいていましたが、フォトニック結晶は、さまざまな角度で光を生成するように調整されています。
実験装置のスキーム。画像: Yi Yang et al., Nature
実験で、科学者は示した再利用された電子顕微鏡を電子ビーム源として使用することで、放射線量が 100 倍に増加します。ただし、特殊なデバイスを使用すると、この方法で大幅に改善できる可能性があることに注意してください。
同じプロセスを逆に使用できます方向: 共鳴光波は電子の動きを加速できます。これは、チップ上に小型化された粒子加速器を構築するために使用される可能性があります。これは、大型ハドロン衝突型加速器のように、現在巨大な地下トンネルを必要とするいくつかの実験が、従来の実験室で実施できることを意味します。
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表紙: 電子とフォトニック結晶のプレートとの間の相互作用の芸術的な図。画像：MIT