Điều khiển ánh sáng bằng những quả cầu nhỏ

Chia sẻ: Ha Quynh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

92
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ánh sáng có thể được dẫn đường và điều khiển ở thang nano bằng cách cho nó đi qua các quả cầu kim loại nhỏ- dựa theo những tính toán mới của các nhà khoa học Hoa Kỳ. Hiều ứng này liên quan đến sự tương tác của ánh sáng với các plasmon trên bề mặt của các quả cầu và các nhà khoa học quả quyết rằng nó có thể được sử dụng để tạo ra các nguồn sáng phân cực và tập trung. Những nguồn sáng đó rất quan trọng trong việc sản xuất các quang cụ nano,...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Điều khiển ánh sáng bằng những quả cầu nhỏ

Điều khiển ánh sáng bằng những quả cầu nhỏ Ánh sáng có thể được dẫn đường và điều khiển ở thang nano bằng cách cho nó đi qua các quả cầu kim loại nhỏ- dựa theo những tính toán mới của các nhà khoa học Hoa Kỳ. Hiều ứng này liên quan đến sự tương tác của ánh sáng với các plasmon trên bề mặt của các quả cầu và các nhà khoa học quả quyết rằng nó có thể được sử dụng để tạo ra các nguồn sáng phân cực và tập trung. Những nguồn sáng đó rất quan trọng trong việc sản xuất các quang cụ nano, trong đó có sensor, chuyển mạch và thiết bị lưu trữ thông tin( J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 40 S283). Plasmon là các "giả hạt" dùng để mô tả các dao động tập thể của các electron trên bề mặt kim loại. Plasmon tương tác với ánh sáng và các nhà nghiên cứu đang cố gắng khai thác tính chất này trong các thiết bị sử lý và chuyển phát thông tin sử dụng công nghệ plasmon Mới đây, Maxim Sukharev và Tamar Seideman của Đại học Northwestern University đã sử dụng mô phỏng vi tính để nghiên cứu tương tác của ánh sáng và các plasmon trên bề mặt của những quả cầu kim loại nhỏ. Sử dụng mẫu liên kết chữ T tạo bởi các quả cầu nano bằng bạc, mô hình mô phỏng đã cho thấy đường đi của ánh sáng qua các quả cầu có thể được điều khiển bằng cách thay đổi sự phân
cực của ánh sáng. Các nhà nghiên cứu tin rằng hiệu ứng này- chưa được khẳng định bằng thí nghiệm-có thế dùng trong các chuyển mạch nano quang học. Những tính toán cũng cho thấy rằng ánh sáng tới có thể bị giữ trong các "tinh thể plasmon" tạo bởi những mạng tuần hoàn của các hạt nano. Hơn nữa, phụ thuộc vào hình học của tinh thể, ánh sáng có thể được tập trung và dẫn đường. Thêm vào đó, kết quả vi tính cho thấy hiệu ứng này có thể được sử dụng để tạo các nguồn sáng kích cỡ nano với độ tập trung và phân cực điều khiển được. Cuộc săn lùng các "phi hạt" bắt đầu Khi máy gia tốc LHC đi vào hoạt động vào năm sau, hầu hết các nhà vật lý sẽ gọt dũa những thông tin ở năng lượng cao về các hạt mới ví dụ như
boson Higgs. Nhưng Howard Georgi của Đại học Harvard Hoa Kỳ không nghĩ vậy- ông tiết lộ rằng ông đang tìm kiếm một dạng thực thể mới gọi là "phi hạt". Nếu nó tồn tại, điều đó có nghĩa rằng mô hình chuẩn của vật lý hạt là chưa hoàn chỉnh, và còn những thứ khác ngoài các hạt ở trong vũ trụ. (Phys. Rev. Lett. 98 221601). Tất cả các hạt tồn tại ở một trạng thái với một năng lượng, động lượng, khối lượng nghỉ xác định. Hầu hết trong mô hình chuẩn, các hạt cùng loại không thể tồn ở một trạng thái khác với các tính chất nêu trên nhân với một thừa số chung- electron chẳng hạn, hạt này có khối lượng nghỉ không đổi dù năng lượng hay động lượng có biến đổi. Tuy nhiên, không phải lúc nào cũng thế: những hạt không khối lượng nghỉ, như photon, có thể tồn tại ở trạng thái mà các tính chất nêu trên nhân lên một thừa số chung bất kì. Tính chất này gọi là tính "bất biến thang đo" (scale invariance) Cho dù những lý thuyết khai thác "bất biến thang đo" đã có từ truớc, những nhà vật lý quan với mô hình chuẩn thường miễn cưỡng khi nghĩ về tính ứng dụng của nó. Đó là vì các lý thuyết này đề cập đến những thứ không giống các hạt- những thực thể duy nhất đuợc biết đến trong vũ trụ- mà không nhất thiết phải không có khối lượng nghỉ. Georgi, trái lại, giờ đây quan tâm đến việc làm thế nào chúng ta có thể suy diễn thông qua thực nghiệm rằng có tồn tại những thực thể huyền bí, ông gọi là các "phi hạt"(un particles), như vậy không. Ông đề xuất rằng nguyên nhân chúng ta chưa nhìn thấy một "phi hạt" nào trước đây là do chúng liên kết với vật chất bình thường càng yếu khi năng lượng càng yếu. Nếu ông đúng, điều này có nghĩa rằng những bằng chứng về sự tồn tại của "phi hạt" có thể được tìm thấy trong các thí nghiệm với máy gia tốc năng lượng cao LHC. "Câu hỏi rất hóc búa 'các "phi hạt"
trông như thế nào' được thay thế bằng một câu hỏi đơn giản hơn: '"phi hạt" sẽ lộ diện thế nào khi năng lượng trong các thí nghiệm của chúng ta tăng lên?'" ông nói. Các "phi hạt" sẽ có những tính chất giống với neutrino, hầu như không khối lượng nghỉ và do đó gần như "bất biến thang đo". Neutrino hiếm khi tương tác với vật chất- một thời gian dài các nhà vật lý chỉ suy ra sự tồn tại của nó khi tính toán sự mất năng lượng và động lượng sau một tương tác. Bằng các khảo sát cùng một tương tác nhiều lần, một phân bố xác suất đước thiết lập cho ta biết có bao nhiêu và những loại neutrino nào tham gia. Geogi nghĩ rằng một kĩ thuật tương tự có thể được sử dụng đẻ tìm dấu vết các "phi hạt". Theo "bất biến thang đo", một phân bố chứa các "phi hạt" sẽ lộ diện vì nó sẽ giống như một phân bố của một số không nguyên các hạt không khối lượng. "Cho dù chúng ta không nhìn thấy các "phi hạt" ở LHC, tôi tin rằng những phân tích như thế này là hữu ích vì nó có thể kéo chúng ta ra khỏi những định kiến có thể khiến chúng ta bỏ qua những tính chất quan trọng khi năng lượng của các máy tăng lên"- Ông nói.