No podemos ver átomos a simple vista porque son muy pequeños en relación con la longitud de onda de la luz. Esta es una instancia de una regla general en óptica: la luz es insensible a las características que son mucho más pequeñas que la longitud de onda óptica. Sin embargo,aparece un nuevo experimento ciencia muestra que la luz aún puede detectar características que son incluso 100 veces más pequeñas que la longitud de onda.
Hanan Sheinfux y el Dr. Yaakov Lumer, del grupo del Prof. Moti Segev en el Technion - Instituto Técnico de Israel, llevaron a cabo este estudio en colaboración con el Dr. Guy Ankonina y el Prof. Guy Bartal Technion y el Prof. AzrielGenack City University of New York.
Su trabajo examina una pila de capas nanométricamente delgadas: cada capa es, en promedio, 20,000 veces más delgada que una hoja de papel. El grosor exacto de las capas es intencionalmente aleatorio, y normalmente este trastorno nanométrico no debería tener importancia física. Pero estoEl experimento muestra que incluso un aumento de espesor de 2 nm ~ 6 átomos a una sola capa en algún lugar dentro de la estructura puede detectarse si la luz ilumina la estructura en un ángulo de incidencia muy específico. Además, el efecto combinado de todas las variaciones aleatorias en todoslas capas manifiestan un fenómeno físico importante llamado localización de Anderson, pero en un régimen donde se creía que tenía efectos muy pequeños.
"Este trabajo demuestra que la luz puede quedar atrapada en estructuras mucho más delgadas que la longitud de onda de la luz y que los cambios mínimos en esta estructura son observables", dijo el Dr. Genack. "Esto hace que la estructura sea altamente sensible al medio ambiente".
El descubrimiento de la localización de electrones en 1958, por el cual Anderson fue galardonado con el Premio Nobel en 1977, es el fenómeno donde el desorden convierte un sistema de un conductor a un aislante. Se ha demostrado que el fenómeno es un fenómeno de onda general y se aplicaa la luz y el sonido, así como a los electrones. La localización de Anderson es un efecto notoriamente difícil de demostrar en el laboratorio. En general, la localización prácticamente no tiene efecto cuando las características aleatorias de una muestra son mucho más pequeñas que la longitud de onda. De hecho, la disposición aleatoria de laLos átomos en un medio desordenado como el vidrio no se pueden observar con luz visible: el vidrio se ve completamente homogéneo, incluso bajo el mejor microscopio óptico. Sin embargo, el efecto de localización visto en este reciente experimento es sorprendentemente potente.
Como un análogo grosero de la física que permite estos resultados, intente hablar con un amigo en la misma habitación con un motor ruidoso. Una forma de ser escuchado es elevar su voz por encima del sonido del motor. Pero también podría ser posiblepara hablar si puede encontrar un lugar tranquilo en el ruido, donde el sonido del motor es relativamente débil. El sonido del motor es análogo a la influencia "promedio" de las capas y elevar la voz es lo mismo que usar el trastorno "fuerte" con la longitud de ondacomponentes de tamaño. Sin embargo, este experimento ha demostrado que tales estructuras exhiben un "punto excepcional" que es equivalente al lugar tranquilo en la habitación. Es un punto donde, incluso si el trastorno es débil nanométrico, el efecto promedio della estructura es aún más débil. Por lo tanto, las partes del experimento realizado en las proximidades de este punto muestran una mayor sensibilidad al trastorno y exhiben la localización de Anderson.
Estos hallazgos son una prueba de concepto que puede allanar el camino para nuevas aplicaciones importantes en la detección. Este enfoque puede permitir el uso de métodos ópticos para realizar mediciones a alta velocidad de defectos nanométricos en chips de computadora y dispositivos fotónicos.
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Materiales proporcionados por La Universidad de la Ciudad de Nueva York . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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