Вчені пропонують надяскраві джерела світла на основі квазічастинок

Міжнародна команда вчених переосмислює основні принципи радіаційної фізики з метою створення надяскравих джерел світла. У новому дослідженні, опублікованому в Nature Photonics, дослідники з Instituto Superior Técnico (IST) у Португалії, Університету Рочестера, Університету Каліфорнії в Лос-Анджелесі та Laboratoire d’Optique Appliquée у Франції запропонували способи використання квазічастинок для створення світла. джерела, такі ж потужні, як найдосконаліші з існуючих сьогодні, але набагато менші.

Квазічастинки утворюються безліччю електронів, що рухаються синхронно. Вони можуть подорожувати з будь-якою швидкістю — навіть швидше за світло — і протистояти інтенсивним силам, як ті, що знаходяться поблизу чорної діри.

«Найбільш захоплюючим аспектом квазічастинок є їхня здатність рухатися способами, які були б заборонені законами фізики, що керують окремими частинками», — каже Джон Паластро, старший науковий співробітник Лабораторії лазерної енергетики, доцент кафедри механічних наук. інженера, а також доцентом Інституту оптики ім.

Паластро та його колеги вивчали унікальні властивості квазічастинок у плазмі, запустивши вдосконалене комп’ютерне моделювання на суперкомп’ютерах, доступних через Європейське спільне підприємство високопродуктивних обчислень. Вони бачать багатообіцяючі застосування для джерел світла на основі квазічастинок, включаючи неруйнівну візуалізацію для пошуку вірусів, розуміння біологічних процесів, таких як фотосинтез, виробництво комп’ютерних мікросхем і дослідження поведінки матерії на планетах і зірках.

«Гнучкість величезна», — каже Бернардо Малака, докторант IST і головний автор дослідження. «Навіть якщо кожен електрон виконує відносно прості рухи, загальне випромінювання від усіх електронів може імітувати випромінювання частинки, що рухається швидше за світло, або коливальної частинки, навіть якщо локально немає жодного електрона, який би був швидшим за світло або коливальну частинку. електрон».

Джерела світла на основі квазічастинок можуть мати явну перевагу перед існуючими формами, такими як лазери на вільних електронах, які є дефіцитними та масивними, що робить їх непрактичними для більшості лабораторій, лікарень та підприємств. Відповідно до теорії, запропонованої в дослідженні, квазічастинки можуть виробляти неймовірно яскраве світло з лише крихітною відстанню, щоб подолати, потенційно спровокувавши широкі науково-технічні досягнення в лабораторіях по всьому світу. Джерело