Výskumníci z MIT vyvinuli rezonátory, ktoré zlepšujú
Interakcia medzi fotónmi a elektrónmipoužíva sa v širokej škále technológií od laserov po solárne panely a LED diódy. Nevýhodou tradičného prístupu je, že vďaka rôznym vlnovým dĺžkam týchto častíc je interakcia medzi fotónom a elektrónom veľmi slabá.
Fyzici prišli na to, ako túto interakciu zlepšiť.Vyvinuli špeciálny fotonický kryštál, čo je kremíkový plátok na izolátore vyleptaný radom otvorov s veľkosťou nanometrov. Teoretické výpočty ukazujú, že pomocou smerovaného elektrónového lúča dokáže takáto platňa generovať tisíckrát silnejšie Smith-Purcellovo žiarenie. Experimenty potvrdili viac ako 100-násobný nárast svetla.
Princíp činnosti zariadenia jeprenos hybnosti z elektrónu na skupinu fotónov alebo naopak. Zatiaľ čo konvenčné interakcie svetla s elektrónmi sú založené na generovaní svetla pod jedným uhlom, fotonický kryštál je vyladený tak, aby produkoval svetlo v rôznych uhloch.
Schéma experimentálneho usporiadania. Obrázok: Yi Yang et al., Nature
V experimentoch vedci ukázalistonásobný nárast žiarenia pomocou prerobeného elektrónového mikroskopu ako zdroja elektrónového lúča. Poznamenávajú však, že potenciálne môže táto metóda poskytnúť oveľa väčšie zlepšenie pri použití špecializovaných zariadení.
Rovnaký proces je možné použiť aj opačnesmer: rezonančné svetelné vlny môžu urýchliť pohyb elektrónov. To by sa mohlo potenciálne použiť na vytvorenie miniatúrnych urýchľovačov častíc na čipe. To znamená, že niektoré experimenty, ktoré si v súčasnosti vyžadujú obrovské podzemné tunely, ako je Veľký hadrónový urýchľovač, sa môžu vykonávať v bežnom laboratóriu.
Čítaj viac:
Tajomstvo trvanlivosti rímskeho betónu je odhalené: dá sa obnoviť
Genetici zistili, ako sa zmenil vek počatia u ľudí za 250 000 rokov
Slnko otvorilo rok zábleskom najvýkonnejšej triedy
Na obálke: umelecká ilustrácia interakcie medzi elektrónmi a platňou fotonického kryštálu. Obrázok: MIT