المواد العينية تكسر الضوء إلى اليسار

المواد الأولى مع مؤشر الانكسار السلبي من -0.6 المتقدمة

قراءة بصوت عال

لأول مرة ، نجح العلماء في إنتاج مادة اصطناعية تكسر الضوء بعامل -0.6 "إلى اليسار" بزاوية سلبية . يمثل هذا الاكتشاف ، الذي تم نشره الآن في "العلوم" و "الطبيعة" ، خطوة مهمة في مجال المواد السريعة التوسّع سريعًا ، وهي مواد جديدة ستصبح ذات يوم تقبلاً عاليًا ، وفي النهاية أكثر من ذلك "قبعات تارن" يمكن أن تؤدي.

{} 1L

المواد الوصفية ، والمعروفة أيضًا باسم المواد "اليسرى" ، هي أقمشة اصطناعية ذات خصائص غريبة غير موجودة في المواد الطبيعية. هذا الأخير يكسر الضوء أو الإشعاع الكهرومغناطيسي في زوايا مختلفة ، ولكن ينظر إليه دائمًا على يمين اتجاه الإصابة. من ناحية أخرى ، يمكن أن تؤدي المواد الفوقية إلى تشتيت الضوء بزاوية سالبة ، أي إلى اليسار. هذا يجعل من الممكن التحكم في الضوء والتحكم فيه بطريقة مماثلة للإلكترونات في أشباه الموصلات ، وبالتالي فتح مجموعة واسعة من التطبيقات المحتملة.

"أعسر" صافي الفضة

تعاون الباحثون بقيادة كوستاس سوكوليس من مختبر أميس التابع لوزارة الطاقة الأمريكية مع زملائهم ستيفان ليندن ومارتن فيغنر من جامعة كارلسروه في تطوير مثل هذه المادة القائمة على الفضة. ابتكر الباحثون تصميم "شبكة صيد السمك" للمادة عن طريق النقش على نمط ثقب في طبقات من الفضة وفلوريد المغنيسيوم المطبق على الركيزة الزجاجية. يبلغ حجم الثقوب أو الشبكات حوالي 100 نانومتر فقط - يبلغ طول شعر الإنسان حوالي 100000 نانومتر مقارنة.

"لأول مرة ، أنشأنا مادة ميتا ذات معامل انكسار سلبي قدره -0.6 في الطرف الأحمر من الطيف المرئي" ، كما أوضح Soukoulis. "هذا هو أصغر طول موجي تم الوصول إليه على الإطلاق." لقد أدت صعوبة إنتاج المواد على هذا النطاق الصغير إلى الحد من محاولات "ترويض" ضوء الأطوال الموجية الأصغر على هذا النحو. على الرغم من أن الفضة المستخدمة توفر بالفعل ظروفًا أفضل من الذهب المستخدم في التجارب السابقة ، إلا أن فقدان الطاقة أثناء الانكسار لا يزال يشكل عاملاً هامًا في الحد. عرض

عدسة فائقة وعباءة غير مرئية

يقول سوكوليس: "في الوقت الحالي ، تعمل المواد التي يمكننا استخدامها في تيراهيرتز والأطوال الموجية الضوئية في اتجاه واحد فقط". "لكننا قطعنا شوطًا طويلاً منذ ستة أعوام ، تم اكتشاف مواد المؤشر السلبي لأول مرة. ومع ذلك ، بالنسبة للتطبيقات المستقبلية ، لا يزال يتعين علينا التغلب على العديد من العقبات. "من ناحية ، يريد الباحثون استخدام مواد بلورية أو" مضخمات "لتقليل الخسائر ، من ناحية أخرى ، فإن الهدف هو إنشاء أشكال ثلاثية الأبعاد ، وليس مسطحة كما كان من قبل الهياكل. أيضا ، لم يتم تطوير طريقة لإنتاج كميات كبيرة من هذه المواد.

يقول Soukoulis: "يمكن أن تؤدي المواد الموجودة في اليد اليسرى يومًا إلى نوع من العدسات الفائقة التي تعمل في الطيف المرئي". "توفر هذه العدسة دقة محسّنة بشكل كبير مقارنة بالتكنولوجيا التقليدية ، ويمكنها التقاط تفاصيل أقل من الطول الموجي للضوء ، مما يحسن بشكل كبير التصوير للتطبيقات الطبية الحيوية أو التطبيقات الأخرى."

(وزارة الطاقة / مختبر أميس ، 05.01.2007 - NPO)