Óptica desenvolvida para observar partículas na escala attossegundo

Engenheiros das Universidades de Tecnologia de Harvard e Graz desenvolveram uma metasuperfície para

microscópios com resolução espacial e temporal extremamente alta. O dispositivo usa luz ultravioleta extrema para observar átomos e moléculas.

Meta-óptica é um filme de silíciocerca de 200 nm de espessura, em que pequenos orifícios são gravados. A lente inteira consiste em centenas de milhões de orifícios com um diâmetro de 20 a 80 nm, com cerca de 10 desses orifícios feitos em cada micrômetro do material. Para comparação, a espessura de um cabelo humano é de 60 a 100 mícrons e o diâmetro de um pequeno vírus é de cerca de 15 nm.

Radiação ultravioleta extremaalta frequência e comprimento de onda extremamente curto. Isso teoricamente torna possível observar objetos extremamente pequenos e processos rápidos em tempo real com uma resolução espacial recorde. O problema é que a maioria dos designs ópticos são opacos para essa radiação.

Em uma metasuperfície, as lentes sãoburacos. Seus diâmetros diferem e diminuem do centro da membrana para fora. Dependendo do tamanho do buraco, a radiação luminosa que ali incide é distorcida em diferentes ângulos e, como resultado, é focalizada em um ponto. Somente a colocação precisa dos pequenos orifícios permite que esse efeito seja alcançado.

Os pesquisadores testaram as propriedadesmetasuperfícies na instalação experimental em Graz. O laser foi focado em um jato de gás inerte e gerou radiação ultravioleta extrema na forma de pulsos muito curtos. Os resultados do estudo confirmaram a possibilidade de usar a lente para observar processos com duração de vários attossegundos (10–18 s). Os físicos estão atualmente trabalhando em um microscópio que usará essa ótica.

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