Cercetătorii de la MIT au dezvoltat rezonatoare care îmbunătățesc
Interacțiunea dintre fotoni și electroniutilizat într-o mare varietate de tehnologii, de la lasere la panouri solare și LED-uri. Dezavantajul abordării tradiționale este că, datorită lungimilor de undă diferite ale acestor particule, interacțiunea dintre foton și electron este foarte slabă.
Fizicienii și-au dat seama cum să îmbunătățească această interacțiune.Ei au dezvoltat un cristal fotonic special, care este o placă de siliciu pe un izolator gravat cu o serie de găuri de dimensiuni nanometrice. Calculele teoretice arată că, cu ajutorul unui fascicul de electroni direcționat, o astfel de placă poate genera o radiație Smith-Purcell de o mie de ori mai puternică. Experimentele au confirmat creșterea luminii de peste 100 de ori.
Principiul de funcționare al dispozitivului estetransferul de impuls de la un electron la un grup de fotoni sau invers. În timp ce interacțiunile convenționale ale luminii cu electronii se bazează pe generarea luminii la un singur unghi, cristalul fotonic este reglat pentru a produce lumină la o serie de unghiuri.
Schema montajului experimental. Imagine: Yi Yang și colab., Nature
În experimente, oamenii de știință au demonstrato creștere de o sută de ori a radiațiilor folosind un microscop electronic reutilizat ca sursă de fascicul de electroni. Cu toate acestea, ei observă că această metodă poate oferi o îmbunătățire mult mai mare atunci când se utilizează dispozitive specializate.
Același proces poate fi folosit în sens inversdirecție: undele luminoase rezonante pot accelera mișcarea electronilor. Acest lucru ar putea fi folosit pentru a crea acceleratoare de particule miniaturale pe un cip. Aceasta înseamnă că unele experimente care necesită în prezent tuneluri subterane uriașe, cum ar fi Large Hadron Collider, pot fi efectuate într-un laborator convențional.
Citeste mai mult:
Secretul durabilității betonului roman este dezvăluit: poate fi restaurat
Geneticienii au determinat modul în care vârsta concepției la om s-a schimbat în 250.000 de ani
Soarele a deschis anul cu un fulger din cea mai puternică clasă
Pe copertă: o ilustrare artistică a interacțiunii dintre electroni și o placă a unui cristal fotonic. Imagine: MIT