دانشمندان با استفاده از نانوآنتن‌ها نور را کُند و کنترل می‌کنند

دانشمندان "استنفورد" اکنون در مقاله اي که در مجله Nature Nanotechnology منتشر شده است، رويکردي را براي کاهش قابل توجه سرعت نور و هدايت آن به دلخواه نشان داده اند.

دانشمندان آزمايشگاه "جنيفر ديون" و استادياران علوم مواد و مهندسي در دانشگاه "استنفورد" اين تشديدگرهاي با کيفيت بالا يا "High-Q" را با ساخت تراشه هاي سيليکوني بسيار نازک در ميله هاي در مقياس نانو تهيه کردند تا بتوانند نور را به دام بياندازند و سپس آن را آزاد کنند يا تغيير مسير دهند.

تشديدگر به ابزار يا سامانه‌اي گفته مي‌شود که از خود رفتار تشديدي(رزونانسي) نشان مي‌دهد. تشديدگر باريکه ابزاري است که براي محصور کردن باريکه ليزر يا تابش‌هاي الکترومغناطيسي ديگر در ناحيه مشخصي از فضا به کار مي‌رود.

تشديدگرها تنها در بسامدهاي ويژه‌اي از خود تشديد نشان مي‌دهند. ميدان‌هاي تشديد در اين فرکانس‌ها از خود الگوهاي فضايي نمايش مي‌دهند که به آنها حالت‌هاي تشديدگر گفته مي‌شود.

در تشديدگرها ضريب کيفيت به عنوان معياري براي ميزان گزينندگي تشديدگر مطرح مي‌شود. هرچه ضريب کيفيت بيشتر باشد پاسخ فرکانسي تشديدگر باريک تر خواهد بود.

از تشديدگرها براي پايدارسازي بسامد نوسان‌سازها، به‌ عنوان اجزاي سازنده فيلترها و حسگر در دستگاه‌هاي اندازه‌گيري استفاده مي‌شود. از اجزاي محدود، سيم‌لوله و خازن مي‌توان در ساخت تشديدگرهايي که در بسامدهاي راديويي عمل مي‌کنند، استفاده کرد. 

"مارک لارنس" نويسنده اصلي اين مطالعه گفت: ما در واقع سعي داريم نور را در يک جعبه کوچک به دام بياندازيم که هنوز هم اجازه مي دهد تا نور از جهات مختلفي بيايد و برود. به راحتي مي توان نور را در يک جعبه به دام انداخت، اما اگر طرفين اين جعبه شفاف باشد، اين کار آسان نيست. 

براي برطرف کردن اين مشکل، محققان دانشگاه "استنفورد" يک لايه نازک از سيليکون ايجاد کردند که در به دام انداختن نور بسيار کارآمد است و جذب کمي در محدوده نزديک به مادون قرمز -طيف نوري که محققان براي کنترل نور از آن استفاده مي کنند- دارد. اکنون اين يک جزء اصلي از دستگاه آنها است.

"لارنس" افزود: در نهايت ما مجبور شديم طرحي را پيدا کنيم که عملکرد به دام انداختن نور را به خوبي انجام دهد و در عين حال در روش هاي موجود نيز قابل يافت باشد.

يکي از کاربردهاي اين يافته محققان "استنفورد" در تقسيم فوتون ها براي سيستم هاي محاسبات کوانتومي است. با انجام اين کار، محققان مي توانند فوتون هاي درهم تنيده ايجاد کنند که حتي اگر از هم فاصله داشته باشند هم در سطح کوانتومي متصل بمانند. 

البته اين نوع آزمايش به طور معمول به کريستال هاي گرانقيمت و دقيق جلا يافته نياز دارد که در فناوري هاي فعلي بسيار کمتر قابل دسترسي است.

"لارنس" توضيح داد: ما با نتايج خود هيجان زده شديم که به علم جديدي که اکنون دست يافتني است دست يافته ايم و سعي مي کنيم محدوديت ها را کاهش دهيم.