Математичкиот облик познат како „шапката на Смит“, кој во 2023 година понуди решение на т.н. Ајнштајнов проблем, сега открива и необично физичко својство. Истражувачи од Институтот за индустриска наука при Универзитетот во Токио и нивни соработници покажале дека структури засновани на овој непериодичен образец можат да ја насочуваат светлината во хирални дифракциски шари.
Ајнштајновиот проблем се однесува на прашањето дали една единствена форма може да покрие цела површина без притоа да создаде шаблон што се повторува. „Шапката на Смит“ го решава овој проблем: иако распоредот изгледа неправилен, тој може да ја покрие површината без периодично повторување.
За да го испитаат физичкиот потенцијал на обликот, научниците изработиле нанослоеви според неговиот образец на филмови од силициум нитрид, со помош на електронска литографија. Кога врз структурите насочиле ласерска светлина, добиле карактеристични дифракциски шари налик на ветерници.
Овие шари покажале хиралност — својство при кое структурата и нејзиниот одраз во огледало не можат целосно да се совпаднат. Истражувачите утврдиле дека резултатот се менува зависно од насоката и поларизацијата на влезната светлина. Кога ја огледале физичката структура, се огледало и нејзиното оптичко однесување.
Наодите укажуваат на поинаква врска меѓу непериодичниот распоред, симетријата и хиралноста од онаа што обично се забележува кај квазикристалите. Студијата, објавена во списанието Nature Communications, покажува како апстрактен математички проблем може да доведе до нови физички појави.
Во иднина, ваквите структури би можеле да помогнат во контролирањето на светлината и поларизацијата, како и во развојот на напредни оптички уреди. Сепак, нивната практична примена допрва треба да се испита.
