Истражувачи од MIT направија голем чекор напред во изучувањето на квантниот свет: развија нов вид терахерцен микроскоп што може да „стесни“ светлина со многу долга бранова должина и да открие прецизни вибрации во суперпроводник.
Терахерцната светлина се наоѓа меѓу микробрановите и инфрацрвената светлина во електромагнетниот спектар. Таа пулсира повеќе од трилион пати во секунда и, барем во теорија, е идеална за набљудување движења на атоми и електрони. Проблемот е што нејзината бранова должина е премногу голема за класична микроскопија, па деталите се „разлеваат“.
Како е надминат ограничувачкиот фактор?
Во студија објавена во Nature, тимот на MIT користел спинтронички емитери — уреди составени од ултратенки слоеви метал кои, кога се погодени со ласер, создаваат кратки терахерцни импулси. Со поставување на примерокот многу блиску до емитерот, научниците успеале да ја „фатат“ светлината пред да се рашири.
На тој начин, терахерцната светлина е компресирана во многу помал простор од нејзината бранова должина и го заобиколува т.н. дифракциски лимит — основната граница што обично спречува светлината да гледа ситни структури.
Што откри микроскопот?
Како тест, истражувачите го проучувале суперпроводниот материјал бисмут-стронциум-калциум-бакар-оксид, познат како BSCCO. Кога бил оладен речиси до апсолутна нула, материјалот влегол во суперпроводна состојба, во која електроните се движат без отпор.
Микроскопот открил претходно невидени колективни квантни осцилации — нешто што тимот го опишува како „суперпроводен гел“ што се ниша. Ова е прв директен поглед на вакво движење, иако научниците одамна го предвидувале теоретски.
- подобро разбирање на суперпроводливоста;
- потрага по суперпроводници што работат на собна температура;
- идентификација на материјали за терахерцни емитери и приемници;
- идни побрзи безжични комуникации.
„Ако имате терахерцен микроскоп, можете да проучите како оваа светлина се однесува со микроскопски уреди што би можеле да бидат идни антени или приемници“, вели водечкиот автор Александар фон Хеген.
Ова откритие не само што отвора нов прозорец кон квантните појави, туку и може да помогне во развојот на технологиите од следната генерација — од комуникации со многу поголема брзина до понапредни сензори и медицинска дијагностика.
