Forskare vid MIT har utvecklat resonatorer som förbättrar
Interaktion mellan fotoner och elektroneranvänds i en mängd olika tekniker från laser till solpaneler och lysdioder. Nackdelen med det traditionella tillvägagångssättet är att på grund av dessa partiklars olika våglängder är interaktionen mellan fotonen och elektronen mycket svag.
Fysiker kom på hur man kan förbättra denna interaktion.De utvecklade en speciell fotonisk kristall, som är en kiselskiva på en isolator etsad med en rad nanometerstora hål. Teoretiska beräkningar visar att med hjälp av en riktad elektronstråle kan en sådan platta generera tusen gånger starkare Smith-Purcell-strålning. Experiment bekräftade ökningen av ljus med mer än 100 gånger.
Funktionsprincipen för enheten äröverföring av rörelsemängd från en elektron till en grupp av fotoner eller vice versa. Medan konventionella interaktioner av ljus med elektroner är baserade på att generera ljus i en enda vinkel, är den fotoniska kristallen avstämd för att producera ljus i en rad olika vinklar.
Schema för experimentuppställningen. Bild: Yi Yang et al., Nature
I experiment har forskare visaten hundrafaldig ökning av strålningen med ett återanvänt elektronmikroskop som en elektronstrålekälla. De noterar dock att denna metod potentiellt kan ge en mycket större förbättring när man använder specialiserade enheter.
Samma process kan användas omväntriktning: resonansljusvågor kan påskynda rörelsen av elektroner. Detta skulle potentiellt kunna användas för att skapa miniatyrpartikelacceleratorer på ett chip. Detta innebär att vissa experiment som för närvarande kräver enorma underjordiska tunnlar, som Large Hadron Collider, kan utföras i ett konventionellt laboratorium.
Läs mer:
Hemligheten med hållbarheten hos romersk betong avslöjas: den kan återställas
Genetiker har bestämt hur befruktningsåldern hos människor har förändrats under 250 000 år
Solen öppnade året med en blixt av mäktigaste klass
På omslaget: en konstnärlig illustration av interaktionen mellan elektroner och en platta av en fotonisk kristall. Bild: MIT