З книги ЗАПИСІ найкращий ЛАЗЕРНИЙ промінь, коли-небудь створений! сьогоднішня подія
Автор: Cătălina Oana Curceanu/Дата публікації: 22-03-2015 10:03
Групі італійських та ізраїльських дослідників вдалося отримати найтонший лазерний промінь, коли-небудь створений. Цей пучок, розміром з тисячну частину діаметра волосся, міг породити нову революцію в техніці.
Лазерні промені використовуються в багатьох технологіях, якими ми маємо в розпорядженні - від мікроскопів до комп’ютерів, мікрохірургії або друку документів. Навіть у тривимірному друці - новий метод, який дозволяє нам будувати складні об'єкти за допомогою принтера.
Усі ці технології, коли йдеться про мікроскопічні деталі, мають обмеження, що визначаються розміром променя - ми не можемо друкувати символи або створювати тривимірні об’єкти, менші за розмір використовуваного променя.
Групі італійських дослідників з Університету Ла Сапієнца в Римі, ISC-CNR, Риму та Університету Павії, у співпраці з дослідниками з Єрусалимського університету в Ізраїлі, вдалося побудувати лазерний промінь розміром з частина волосся, яке поширюється, не руйнуючись на великі відстані в прозорому матеріалі. Результати цього дослідження були опубліковані в Nature Photonics.
Тож давайте подивимось, про що йдеться.
Поки не отримано цей результат, вважається, що пучки розміром менше приблизно 500 нанометрів (один нанометр - це одна мільярдна частина метра) не можуть бути отримані через так звану межу дифракції. Межа дифракції пов'язана з явищем дифракції світла, яке говорить про те, що неможливо отримати фокус променя з розмірами, меншими за довжину хвилі. Довжина хвилі характеризує "колір" світла і становить від 400 нанометрів (для синього) до 700 нанометрів (для червоного).
З цієї причини лазерні промені, що використовуються в даний час, мають найменші розміри приблизно одну соту діаметра волосся.
Однак групі італійських та ізраїльських дослідників вдалося зменшити розмір променя в 10 разів - отримати новий рекорд.
Як саме їм вдалося виконати цей виступ?
Зазвичай світлові пучки не поводяться як предмети, що мають масу (фотони - це частинки, що не відпочивають у масі) і мають тенденцію до розширення після поширення та взаємодії з речовиною. У цій ситуації, однак, після взаємодії з електронами в матеріалі, який використовували дослідники (прозорий матеріал), світловий пучок поводиться так, ніби він набув "ефективної" маси, і поширюється подібно стрілі - не будучи розширився.
Таким чином вдалося отримати промінь із рекордним розміром 280 нанометрів, який поширюється, не зазнаючи спотворень у використаному матеріалі.
Для того, щоб мати можливість виміряти цей розмір, потрібно було розробити нові вимірювальні прилади - механічного характеру - оскільки оптичні не мали можливості виміряти промінь з такими малими розмірами.
Що хорошого може зробити ця нова технологія? За допомогою таких маленьких лазерних променів можна розробити багато і не підозрюваних програм. Нові мікроскопи, здатні бачити невидимі деталі в даний час; лазерний скальпель із розмірами підклітин або нові спогади для недорогих комп’ютерів - це лише деякі з можливих застосувань нового відкриття.
Тривимірний принтер, який здатний будувати об'єкти з надзвичайно дрібними деталями, був би дуже корисний у багатьох секторах - особливо враховуючи, що в майбутньому планується використовувати ці принтери в космічній техніці для побудови різних об'єктів безпосередньо на орбіту - таких як бути на Міжнародній космічній станції: тому будуйте ці об’єкти безпосередньо на місці, без ризику пошкодити їх під час польоту на космічну орбіту.
Нове відкриття також надзвичайно важливо для фундаментальної фізики, оскільки воно може сприяти розробці нових експериментів як у квантовій механіці, так і в багатьох інших дослідженнях речовини та її складових.
Стаття написана Катєліною Оаною Курчану, першим дослідником у галузі фізики елементарних частинок та ядерної фізики, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Рим, Італія) та співробітником Scientia.ro
Наші рекомендації
Його мати, недбала неосвічена жінка, зовсім не потрудилася дати дівчині життя ...