Навряд ли в не далеком будущем кому-нибудь получится создать зеркало наименьшее, чем это сделали ученые-физики из института Инсбрука в Австрии. При помощи неких физических ухищрений им удалось перевоплотить в зеркало один единственный атом вещества. Такое достижение может стать основой для сотворения оптических транзисторов, размером с атом, а это, в свою очередь, может привести к резкому сокращению габаритов оптоэлектронных компонент до нанометрового масштаба.
«То, что удалось достигнуть сиим ученым, просто неописуемо исходя из убеждений традиционной физики» — ведает Кристиан Кертсифер (Christian Kurtsiefer), ученый-физик из Государственного института Сингапура. — «Они получили просто классный эффект, ведь никто не ждал, что единственный атом может оказать существенное воздействие на поток света».
Практически, в обыденных критериях, атом вещества может отразить наименее 1-го процента падающего на него света. Для обнаружения отраженного света ученые специально сделали чувствительное устройство, использующее оптическое явление, называемое интерференцией. Это устройство, известное как интерферометр Фабри-Перо (Fabry-Perot interferometer), который состоит из 2-ух зеркал, направленных встречно друг к другу. Лазерный свет, имеющий фиксированную длину волны и поляризацию, через мало прозрачный слой 1-го из зеркал просачивается в место меж зеркалами и совершает там колебательные движения. Естественно, из-за того, что зеркала имеют не абсолютный коэффициент отражения, какая-то часть света просачивается через их и уходит в окружающее место.
Если расстояние меж зеркалами кратно длине волны света, то колеблющиеся световые волны, находясь в одной фазе, будут усиливать друг дружку. Но, если расстояние меж зеркалами будет различаться от кратного длине волны хоть на малую величину, синхронизация световых волн пропадет и возникнет оборотный эффект, волны будут восполнить, т.е. подавлять друг дружку, понижая яркость свечения. Таковым образом, яркость свечения луча снутри промежутка и яркость проходящего через зеркало луча впрямую зависят от расстояния меж зеркалами.
Ученые поменяли одно из зеркал интерферометра одним единственным ионом бария. Что бы сфокусировать свет на ядре атома и сфокусировать отраженный свет, меж атомом и вторым зеркалом была установлена линза, поперечником 1.5 сантиметра. Для удержания иона бария в устойчивом положении на расстоянии 14 мм от зеркала, он был заключен в магнитной ловушке и охлажден лучом второго лазера до температуры, когда термо колебания атома не превосходили значения 20 нм. Длина волны лазерного света, входящего в интерферометр, была подобрана таковым образом, что энергии света хватало на то, что бы перевести атом из низкоэнергетического состояния на один энергетический уровень выше.
Естественно, эффективность получившегося интерферометра была далековато от безупречной, Количество света, проходящего через получившуюся оптическую систему, не было ниже отметки в 6 процентов, для сопоставления, в традиционном интерферометре Фабри-Перо количество проходящего света при неблагоприятном расположении зеркал количество проходящего света падает фактически до нуля.
Этот опыт может стать неплохим отправным пт для остальных ученых, которые стремятся создать новейшие оптические и оптоэлектронные устройства малых габаритов. Ведь физики и на данный момент не до конца соображают то, как меняются характеристики оптических устройств, когда размеры самих устройств уменьшаются до атомарного уровня. Возможно, что благодаря конкретно сиим исследованиям в недалеком будущем в наших компах и телекоммуникационном оборудовании покажутся оптические составляющие, состоящие всего из нескольких атомов, но выполняющие сложные функции.
Источник: