Un científico puede querer hacer volteretas al hacer un descubrimiento, pero esta vez el descubrimiento en sí se basa en volteretas.
Investigadores de la Universidad de Rice han descubierto detalles sobre un nuevo tipo de interacción de la materia de luz polarizada con la luz que literalmente gira de extremo a extremo a medida que se propaga desde una fuente. Su hallazgo podría ayudar a estudiar moléculas como las de las antenas de recolección de luz que se espera tengansensibilidad única al fenómeno.
Los investigadores observaron el efecto que llaman dicroísmo trocoidal en la luz dispersada por dos dispersores dipolo acoplados, en este caso un par de nanorods de metal plasmónico estrechamente espaciados, cuando estaban entusiasmados por la luz que giraba el carro.
La polarización de la luz que usaron los investigadores es fundamentalmente diferente de la polarización lineal que hace que las gafas de sol funcionen y la luz polarizada circularmente en forma de sacacorchos que se usa en el dicroísmo circular para estudiar la conformación de proteínas y otras moléculas pequeñas.
En lugar de tomar una forma helicoidal, el campo de luz es plano ya que gira en forma de carreta, girando en sentido horario o antihorario, lejos de la fuente como un aro giratorio. Se ha observado este tipo de polarización de la luz, llamada polarización trocoidal.anteriormente, dijo la estudiante graduada de Rice y autora principal Lauren McCarthy, pero nadie sabía que las nanopartículas plasmónicas podrían usarse para ver cómo funcionaba.
"Ahora sabemos cómo las polarizaciones trocoidales se relacionan con las interacciones existentes de la materia de luz", dijo. "Hay una diferencia entre comprender la luz y sus propiedades físicas y comprender la influencia de la luz sobre la materia. La interacción diferencial con la materia, basada en el materialgeometría, es la nueva pieza aquí "
El descubrimiento por el laboratorio Rice del químico Stephan Link se detalla en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Los investigadores no buscaban específicamente el dicroísmo trocoidal. Generaban un campo evanescente en una técnica que desarrollaron para estudiar las nanopartículas de oro quirales para ver cómo la luz polarizada circularmente polarizada a la izquierda y a la derecha interactúa con la materia.la propagación de interacciones de luz polarizada circularmente es clave para varias tecnologías, incluidos los anteojos 3D hechos de materiales que discriminan entre polarizaciones de luz opuestas, pero que no se comprenden tan bien cuando la luz se limita a espacios pequeños en las interfaces.
En lugar de la luz polarizada circularmente utilizada anteriormente, los autores cambiaron la polarización de la luz incidente utilizada para generar un campo evanescente con ondas de volteo. Los investigadores encontraron que las polarizaciones trocoidales en sentido horario y antihorario interactuaban de manera diferente con pares de nanorods plasmónicos orientados a 90"el uno del otro. Específicamente, las longitudes de onda de luz dispersadas por los pares de nanorod cambiaron cuando la polarización trocoidal cambió de sentido horario a sentido antihorario, lo cual es una característica del dicroísmo."
"Se han discutido las ondas trocoidales, y diferentes grupos han probado sus propiedades y aplicaciones", dijo McCarthy. "Sin embargo, hasta donde sabemos, nadie ha observado que la geometría de un material puede permitir interacciones diferenciales con ondas trocoidales en sentido antihorario versus horario"."
Las moléculas interactúan con la luz a través de sus dipolos eléctricos y magnéticos. Los investigadores notaron que las moléculas con dipolos eléctricos y magnéticos que son perpendiculares entre sí, al igual que las nanopartículas de 90 grados, tienen un movimiento de carga que gira en el plano cuando se excita.El dicroísmo podría usarse para determinar la dirección de esta rotación, lo que revelaría la orientación molecular.
Los excitantes dímeros de nanorod de oro autoensamblados también revelaron sutiles efectos de dicroísmo trocoidal, mostrando que el fenómeno no se limita a nanopartículas estrictamente fabricadas dispuestas a 90 grados.
"Después de haber trabajado con la luz polarizada interactuando con nanoestructuras plasmónicas durante mucho tiempo, el descubrimiento actual es ciertamente especial en varios sentidos", dijo Link. "Encontrar una nueva forma de interacción de materia de luz polarizada es emocionante por sí mismo. Igualmente gratificanteSin embargo, fue el proceso del descubrimiento, ya que Lauren y mi antiguo alumno, Kyle Smith, me presionaron para mantenerme al día con sus resultados. Al final, fue un verdadero esfuerzo de equipo de todos los coautores, de lo que estoy muy orgulloso ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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