Новостная лента

В самую маленькую лупу можно увидеть связи между атомами

14.11.2015

В течение многих веков ученые верили, что свет можно сфокусировать в пучок, диаметр которого меньше длины волны (около миллионная доля метра). Исследователям из Кембриджа удалось создать аналог побільшуючого стекла, которое фокусирует свет в миллиард раз эффективнее – до масштабов отдельного атома.

 

Художественная визуализация новых методов изучения взаимодействия света и материи.

 

Вместе с коллегами из Испании исследователи использовали наночастицы золота с высокой проводимостью, чтобы создать самый маленький в мире оптический резонатор, пропускающий только одну молекулу. Этот резонатор, названный «пікорезонатором», содержит выпуклость в наноструктурах золота размером с отдельный атом, которые удерживают световую волну на расстоянии до миллиардной доли метра. Результаты, опубликованные в журнале Science, открывают новые возможности в изучении взаимодействия света и материи. В таком оптическом резонаторе молекулы, например, могут вступать в совершенно новые виды химических реакций, что потенциально позволяет создать совершенно новые типы сенсоров.

 

По словам ученых, создание таких наноструктур, которые позволяют манипулировать отдельными атомами, было чрезвычайно сложным техническим заданием. «Для того, чтобы замедлить “суетливые” атомы золота, нам пришлось охладить их до температуры -260°C», – говорит главный автор исследования Феликс Бенц. На наночастицы направили лазерный луч, создав таким образом пікорезонатор, который позволил исследователям в реальном времени наблюдать за движением отдельных атомов.

 

«Эта модель продемонстрировала, что отдельные атомы могут выполнять функцию громоотвода, улавливая вместо электричества свет», – говорит профессор Хавьер Єйзпуруа с Центра физики материалов в г. Сан-Себастьян (Испания), который возглавлял теоретическую секцию исследования.

 

«Отдельные атомы золота вели себя в этом эксперименте, словно миниатюрная подшипник, в котором роль тел качения выполняли электроны, которые свободно перемещались. Это очень отличается от их квантового поведения, что привязывает их к ядрам атомов», – говорит профессор Джереми Баумберг из Центра нанофотоніки Кавендишской лаборатории Кембриджского университета, который возглавлял исследование.

 

Результаты этого эксперимента потенциально открывают новую эру химических реакций, в которых роль катализатора выполняет свет.Такие реакции позволяют создавать сложные молекулы из малых компонентов. Кроме того, он открывает перспективу появления опто-метахічних устройств хранения данных, в которых информация записывается и будет считываться в форме молекулярных вибраций.

 

World’s smallest magnifying glass makes it possible to see chemical bonds between atoms

ScienceDaily, 10/11/2016

Отреферировал Евгений Ланюк

You Might Also Like

Loading...

Нет комментариев

Комментировать

Яндекс.Метрика