Відразлива сила проявляла себе найбільш потужно при відстані між хвилеводами приблизно в 100-300 нанометрів (фото Hong Tang / Yale University).
Хун Тан (Hong Tang) і його команда зі школи інжинірингу та прикладних наук Єльського університету експериментально виявили відразливе дію світла. Тим самим вони завершили побудову картини біполярного взаємодії прилеглих нанорозмірних волноводов, за якими проходять пучки випромінювання з певними параметрами.
У минулому році Тан і його колеги скомбінували наномеханіку і нанофотоніки, вперше побудувавши пристрій, в якому для контролю положення компонентів застосовувалася бічна (перпендикулярна променю) сила впливу з боку світла.
Ця взаємодія електромагнітних хвиль і оптичної системи не слід плутати з давно відомим фронтальним тиском світла, що падає на поверхню того чи іншого тіла.
А ось тепер та ж група дослідників побудувала мікроскопічне пристрій, в якому домоглася прояви як сили тяжіння, так і сили відштовхування між сусідніми світловими пучками, спійманими всередині хвилеводів. Причому фізики знайшли спосіб регулювати ці сили за своїм бажанням.
a - так виглядає новий пристрій, створене Таном; b - серцевина схеми при більшому збільшенні (на лівому кадрі вона обведена червоною рамкою) (фото Mo Li et al.).
"Це завершує картину, - заявив Тан. - Ми показали, що дійсно існує двополярного сила світла з притягає і відразливою компонентами". Фізики пояснюють, що існування оптичних зв'язують сил пов'язане з рівняннями Максвелла. а з фізичної суті дані сили є родичами сили Казимира. яка з'являється з-за квантових флуктуацій у вакуумі.
Для прояви цієї нової сили вчені розділили промінь інфрачервоного лазера на два окремих потоку, що проходять по кремнієвим нановолноводам, відмінним по довжині. Після завершення такої петлі ці хвилеводи підходили впритул один до одного (відстань в ряді дослідів змінювалося). У цей момент два біжать поруч пучка виявлялися зі зміщеними один щодо одного фазами.
Залежно від величини цього зсуву, з'ясували експериментатори, і змінюється (за величиною і знаку) бічна сила взаємодії цих пучків, яку вони передають на утримують їх хвилеводи. І хоча сила була мала (порядку декількох піконьютонов), її вдалося виміряти і виявити закономірності: відкрита сила залежала і від зсуву фаз, і від потужності випромінювання, і від відстані між нановолноводамі.
a - схема двох хвилеводів, підвішених над порожниною (щоб вони могли згинатися під дією світла); b - залежність сили (пН / мкм.мВт) від відстані між хвилеводами (нм) і зрушенням фаз; c - амплітуда і знак бічної сили в залежності від різниці фаз при відстані між світловими променями в 400 нм; d - картина розподілу притягують і відштовхують сил в залежності від різниці фаз двох променів і дистанції між хвилеводами. В останніх двох випадках шкали сили також розмічені в пН / мкм.мВт. На всіх графіках і малюнках червоним відзначено дію сил тяжіння, синім - відштовхування (ілюстрації Mo Li et al.).
Команда Тана вважає, що придумана ними технологія коли-небудь стане в нагоді в створенні швидких, компактних і економічних телекомунікаційних пристроїв. В таких схемах компоненти могли б взаємодіяти між собою за допомогою якого впіймали в хвилеводи світла, що допомогло б кардинально скоротити число провідників.
Оцінити статтю можна після того, як в обговоренні буде хоча б одне повідомлення.
Тест: А чи не зомбують чи мене? Тест: Визначення ваги ненауковість