A tudósok felfedezték a fény új tulajdonságát

fényváltozások

A Kaliforniai Egyetem (Irvine) vegyészcsoportja izgalmas felfedezést tett, amely a fény és az anyag közötti új, eddig ismeretlen kölcsönhatást tárja fel. A szerzők szerint ez a felfedezés potenciálisan javíthatja a napenergia-rendszereket, a fénykibocsátó diódákat, a félvezető lézereket és más technológiai fejlesztéseket.

Ebben a cikkben elmeséljük, mit fedeztek fel a tudósok a a fény új tulajdonsága.

A fény új tulajdonsága

fénysugár

A kutatók az oroszországi Kazanyi Szövetségi Egyetem munkatársaival együttműködve az ACS Nano folyóiratban megjelent közelmúltbeli publikációban részletezték, hogyan fedezték fel, hogy a fotonok, ha nanométeres méretű szilícium térben vannak, Jelentős impulzusra tehetnek szert, amely összehasonlítható a szilárd anyagok elektronjaival.

A tanulmány közleménye szerint "a szilícium, amely bolygónkon a második legelterjedtebb elem, és a kortárs elektronikai eszközök alapjául szolgál, gyenge optikai jellemzői miatt akadályokba ütközött az optoelektronikában való alkalmazása során". Dmitry Fishman, az Irvine kémia docense, a vezető szerző.

Állítása szerint a szilícium masszív formában, Nem rendelkezik azzal a benne rejlő képességgel, hogy fényt bocsát ki. Ha azonban látható sugárzásnak van kitéve, a porózus, nanostrukturált szilícium képes megfigyelhető fényt generálni. Ezt a jelenséget a tudósok már évek óta felismerték, bár a megvilágítás pontos forrása továbbra is vita tárgya.

Fishman kifejtette, hogy Arthur Compton úttörő felfedezése 1923-ban feltárta, hogy a gamma-fotonoknak elegendő lendületük van ahhoz, hogy jelentős kölcsönhatásba lépjenek az elektronokkal, akár szabadok, akár kötöttek. Ez az alapvető megállapítás bizonyítékot szolgáltatott a fény kettős természetére, amely magában foglalja mind a hullám-, mind a részecskejellemzőket. Ennek köszönhetően Compton 1927-ben megkapta a fizikai Nobel-díjat..

Kísérleteink során kimutatták, hogy a nanoméretű szilíciumkristályokon belüli látható fény manipulálása hasonló optikai kölcsönhatást eredményez a félvezetőkön belül.

Az interakció kezdetének megértéséhez, század elejére kell visszamenni. Ez idő alatt CV Raman, a neves indiai fizikus, aki később 1930-ban fizikai Nobel-díjat kapott, megkísérelte megismételni Compton kísérletét látható fény segítségével. Azonban egy nagy akadállyal szembesült: az elektronok és a látható fotonok lendülete közötti jelentős eltéréssel.

A visszaesés ellenére Ramannak a folyadékokban és gázokban való rugalmatlan szórással kapcsolatos tanulmányai a vibrációs Raman-effektus felfedezését eredményezték, amely ma már széles körben elismert. Ennek eredményeként a spektroszkópia, az anyag tanulmányozásának létfontosságú technikája Raman-szórásként ismert.

Raman elektronszórás

a fény új tulajdonsága

A társszerző, Eric Potma, aki egyben az Irvine kémia professzora is, kifejtette, hogy a rendezetlen szilícium fotonikus impulzusának feltárása az elektronikus Raman-szórás egyik típusának tulajdonítható. A hagyományos vibrációs Ramantól eltérően azonban Az elektron Raman az elektron különböző kezdő- és végpontjait foglalja magában, ez a jelenség korábban csak fémes anyagoknál volt megfigyelhető.

A kutatók laboratóriumukban különböző fokú átlátszóságú szilíciumüveg-mintákat készítettek, az amorftól a kristályosig. Kísérleteik elvégzéséhez egy 300 nanométer vastag szilíciumfilmet használtak, és egy pontosan fókuszált, folyamatos hullámú lézersugarat irányítottak, amelyet pásztázó mozdulattal mozgatva egyenes vonalak sorozatát írták be.

Beküldéskor bizonyos régiókban 500 Celsius-fok alatti hőmérsékleten egységes térhálós üveganyagot állítottak elő ezzel az eljárással. Ellenkezőleg, amikor a hőmérséklet meghaladta az 500 C-os küszöbértéket, akkor egy eltérő félvezető üveg keletkezett. Ez az érdekes „könnyű habfilm” lehetővé tette a tudósok számára, hogy aprólékosan megvizsgálják az elektronikus, optikai és termikus jellemzők kis ingadozásait nanoskálán.

Fishman szerint ez a konkrét munka kihívás elé állítja a fény és az anyag kölcsönhatásának jelenlegi megértését. hangsúlyozva a fotonikus lendület fontos szerepét a folyamatban.

Az elektronok és fotonok közötti kölcsönhatás a kaotikus rendszerekben felerősödik momentumaik egymáshoz igazodása miatt, amely jelenségről korábban azt hitték, hogy csak a nagy energiájú gamma-fotonoknál fordul elő a klasszikus Compton-szórásban. Ez az úttörő felfedezés új lehetőségeket nyit meg a hagyományos optikai spektroszkópia hatókörének kiterjesztésében. Túlmutat a kémiai elemzésben szokásos alkalmazásain, például a szerkezeti vizsgálatokban használt hagyományos vibrációs Raman-spektroszkópián. Ez a megállapítás hangsúlyozza annak fontosságát, hogy figyelembe vegyék a fotonok lendületét az általuk hordozott információk vizsgálatakor.

nyomtatott fény

a fény tulajdonsága

Amikor a villám olyan felületbe csap, amelyen nincs görbület, összetéveszthetetlen félhold alakot hagy maga után. Ez a megfigyelés arra késztette a tudósokat, hogy felismerjék, hogy a spirál alakú fényoszlop legelülső részén lévő fotonok körbefordulnak. magja viszonylag lassabb, mint a sugár hátulján elhelyezett fotonok. Ez a felfedezés gyakorlatilag elfogadható magyarázatot ad erre a jelenségre.

Spanyolország és az Egyesült Államok különböző intézményeiből álló tudósok egy csoportja izgalmas kinyilatkoztatást tett. A fénynek egy eddig ismeretlen jellemzőjét azonosították, amelyet "autocouple"-nak neveztek. Ez a tulajdonság egy hosszúkás spirálhoz vagy spirálhoz hasonlítható, amely rugóra emlékeztet. A Science folyóiratban „Extrém ultraibolya sugarak generálása időnként változó orbitális szögimpulzussal” címmel közzétett eredmények képesek utat nyitni az úttörő technológiai fejlődés előtt.

A tudósok korábbi kísérletek alapján tudták megtenni ezt a felfedezést. Ezek a kísérletek két lézersugarat egyszerre irányított egy argongázfelhőbe. Ezzel a fénysugarak arra kényszerültek, hogy egyesüljenek, és egységes sugarat alkossanak. Ez arra késztette a tudósokat, hogy felismerjék, hogy a fény kimutatható mértékű nyomást tud kifejteni a megvilágított tárgyakon. Ez az elv az, ami a napvitorlát az űrben mozgatná.

Remélem, hogy ezzel az információval többet megtudhat a fény tudósok által felfedezett új tulajdonságáról.


Hagyja megjegyzését

E-mail címed nem kerül nyilvánosságra. Kötelező mezők vannak jelölve *

*

*

  1. Az adatokért felelős: Miguel Ángel Gatón
  2. Az adatok célja: A SPAM ellenőrzése, a megjegyzések kezelése.
  3. Legitimáció: Az Ön beleegyezése
  4. Az adatok közlése: Az adatokat csak jogi kötelezettség alapján továbbítjuk harmadik felekkel.
  5. Adattárolás: Az Occentus Networks (EU) által üzemeltetett adatbázis
  6. Jogok: Bármikor korlátozhatja, helyreállíthatja és törölheti adatait.