Το MIT δημιουργεί τον πρώτο τέλειο καθρέφτη

Σκέψεις

Οι φυσικοί στο MIT δημιούργησαν τον πρώτο τέλειο καθρέφτη. Όταν το φως χτυπά τον καθρέφτη - ή μάλιστα οποιοδήποτε άλλο είδος κύματος, συμπεριλαμβανομένων ακουστικών και υδάτινων κυμάτων - αναπηδά τέλεια, χωρίς καθόλου παραμόρφωση και διατηρώντας ακριβώς την αρχική εικόνα (σήμα). Αν και αυτό είναι κυρίως μεγάλη είδηση ​​για τους ναρκισσιστικούς MySpacers, αυτοί οι τέλειοι καθρέφτες θα μπορούσαν επίσης να οδηγήσουν σε καινοτομίες στην ηλιακή ενέργεια, τα λέιζερ, τα δίκτυα οπτικών ινών ή σχεδόν οτιδήποτε αφορά την ανάκλαση ή τη λήψη του φωτός.

Οι συμβατικοί καθρέφτες λειτουργούν με έναν πολύ απλό τρόπο: εμποδίζουν τη διέλευση του φωτός (ή του ήχου, ή του νερού ή των ραδιοκυμάτων), και έτσι δεν έχουν άλλη επιλογή από το να αντανακλούν. Όπως μπορείτε να φανταστείτε, η αντανάκλαση δεν είναι ποτέ τέλεια, με κάποια ενέργεια να απορροφάται από το υλικό ή να διασκορπίζεται σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Για έναν άνθρωπο που ελέγχει τα μαλλιά ή το μακιγιάζ του, αυτή η έλλειψη τελειότητας δεν έχει σημασία. αλλά όταν μιλάτε για την ανάκλαση των λέιζερ σε εκατό μίλια οπτικών ινών ή εγκαταστάσεων ηλιακής ενέργειας, αυτές οι μικροσκοπικές ατέλειες μπορούν να προκαλέσουν τεράστια πτώση στην απόδοση.

Τέλειος καθρέφτηςΟ Marin Soljačić και οι συνάδελφοί του από την ομάδα φωτονικής και ηλεκτρομαγνητικής του MIT σκόνταψαν σε αυτόν τον τέλειο καθρέφτη σχεδόν τυχαία. Η ομάδα μελετούσε τη συμπεριφορά ενός φωτονικού κρυστάλλου - σε αυτήν την περίπτωση, μια γκοφρέτα πυριτίου με ένα στρώμα νιτριδίου του πυριτίου με νανοπυρίτιδα στην κορυφή - που είχε τρύπες σε αυτό, σχηματίζοντας ένα πλέγμα. Αυτές οι οπές είναι τόσο μικρές που μπορούν να φιλοξενήσουν ένα μόνο κύμα φωτός. Στις περισσότερες γωνίες, το φως απορροφήθηκε μερικώς από τον φωτονικό κρύσταλλο, όπως περίμεναν - αλλά με ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος κόκκινου φωτός, σε γωνία 35 μοιρών, το φως ανακλάται τέλεια. Κάθε φωτόνιο που εκπέμπεται από την πηγή του κόκκινου φωτός αναπήδησε τέλεια, ακριβώς στη σωστή γωνία, χωρίς απορρόφηση ή σκέδαση.



Αυτό το φαινόμενο είναι νέο και απροσδόκητο. Ο John von Neumann, ένας από τους πιο αξιοσημείωτους πολυμαθητές της ιστορίας, θεωρούσε ένα παρόμοιο φαινόμενο το 1929, αλλά δεν είχε αποδειχθεί ποτέ πειραματικά. 'Είναι ένας πολύ διαφορετικός τρόπος περιορισμού του φωτός' Ο Soljačić λέει. Ο A. Douglas Stone, καθηγητής του Yale που δεν ασχολήθηκε με το έργο, λέει ότι αυτή η πρακτική επίδειξη είναι «πολύ σημαντική, γιατί αντιπροσωπεύει ένα νέο είδος καθρέφτη που, κατ 'αρχήν, έχει τέλεια ανακλαστικότητα».

Παρόλο που υπάρχουν σχεδόν αναμφίβολα πρακτικές εφαρμογές για αυτούς τους τέλειους καθρέφτες, η ομάδα του MIT επικεντρώνεται επί του παρόντος στο να συζητήσει ακριβώς τι συμβαίνει. Τα νέα φαινόμενα, μόλις γίνουν κατανοητά και αντιγράφονται εύκολα, οδηγούν συχνά σε πολύ νέες και νέες εφαρμογές. Σε αυτήν την περίπτωση, η πιο προφανής εφαρμογή είναι πιο ισχυρά και αποτελεσματικά λέιζερ, αλλά η συγκεντρωμένη ηλιακή ενέργεια (χρησιμοποιώντας καθρέφτες για βραστό νερό), και οι οπτικές ίνες θα μπορούσαν επίσης να βελτιωθούν. Μόνο την περασμένη εβδομάδα γράψαμε για Οι οπτικές ίνες κοίλου πυρήνα της DARPA, οι οποίοι χρησιμοποιούν φωτονικούς κρυστάλλους για τη διάδοση του σήματος - πιθανώς, τέλεια καθρέφτες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε αυτές τις ίνες για να παρέχουν μεγαλύτερη εμβέλεια και ταχύτητα.

ΝΤΑΡΠΑ

Οπτική ίνα φωτονικών ζωνών κοίλου πυρήνα της DARPA

Διαφορετικοί φωτονικοί κρύσταλλοι με διαφορετικά σχήματα τρυπημένων οπών θα πρέπει να μπορούν να αντανακλούν κύματα με άλλες ιδιότητες, όπως ακουστικά, νερό και ραδιόφωνο. Και γεια, δεν θα ήταν χρήσιμος ένας τέλειος καθρέφτης για την κατασκευή ενός αόρατου μανδύα…;

Copyright © Ολα Τα Δικαιώματα Διατηρούνται | 2007es.com