آیا یک مولکول منفرد می تواند مانند آینه رفتار کند؟

به گفته ماریو اگیو به PhysOrg.com :" به صورت تئوریک برای اولین بار نشان دادیم که یک مولکول منفرد می تواند مانند یک آینه کامل عمل کند. تصور کنید آینه شما در خانه تبدیل به یک مولکول بشود و شما …

به گفته ماریو اگیو به PhysOrg.com :" به صورت تئوریک برای اولین بار نشان دادیم که یک مولکول منفرد می تواند مانند یک آینه کامل عمل کند. تصور کنید آینه شما در خانه تبدیل به یک مولکول بشود و شما یک لنز بسیار قوی بین خود و آینه قرار دهید. و بتوانید صورت خود را در آن ببینید. اما موضوع شگفت آور این است که این مولکول تنها در ابعاد یک نانومتر است."

اگیو از اعضای گروه نانو اپتیک ETH به رهبری وحید صندوقدار در زوریخ سوئیس است. تیم آقای صندوقدار، هم به صورت تئوریک و هم به صورت عملی بر روی تقابل میان نور با اشیاء نانومقیاس تحقیق کرده اند.

اگیو به صورت تئوریک می گوید:" ما نشان دادیم یک موج مسقیم دو قطبی می تواند توسط چیزی شبیه به دوقطبی نوسان کنند بازتابیده شود."

نتایج فعالیت های گروه متشکل از جرت زوفمان و نصیرالدین مجرد را می توانید در Physical Review Letters با نام تابش کامل نور توسط دوقطبی های نوسان کنند ببینید.اگیو اشاره می کند:" در این فعالیت احتمالات بسیاری وجود دارد."

او توضیح می دهد:" زمانی که بتوان یک اتصال موثر را بین فوتون و مولکول یا اتم در فضای خالی تشخیص داد، کارهای زیادی می توان انجام داد. به عنوان مثال، سلول های خورشیدی تعجیلی، طیف بینی، ارتباطات کوانتومی و محاسبات کوانتومی از تقابل قوی تر بین نور و ماده منفعت خواهند برد."

البته مشکلات تکنیکی نیز وجود دارد که باید بتوان در آزمایشگاه بر آنها فایق آمد. یکی از امور بسیار مهم این حقیقت است که مولکول در دمای اتاق بیشتر مانند یک نوسان کننده میرا عمل می کند.

اگیو می گوید:" ما نیاز داریم سیستم را تا دماهای پایین سرد کنیم."

بر طبق تحقیقاتی که چندی پیش در Nature Physics امسال ("اتصال کارا فوتون ها با یک مولکول منفرد و مشاهده رزونانس های فلوئورسانس آن" منتشر شد او ادامه می دهد:" در واقع، آزمایشات ما موفق به بدست آوردن ۱۲ درصد از بین رفتن نور در سمت مقابل با یک مولکول منفرد شده ایم."

اگیو همچنین توصیح می دهد که مشکلاتی هم در متمرکز کردن (فوکوس) نیز وجود دارد. "متمرکز کردن صد درصد تنها با لنز هایی قابل انجام است که در حال حاضر وجود ندارند. اما بازتاب زیاد ۸۰ درصدی را باید بتوان با لنزهای معمولی و پرتو های لیزر بوجود آورد."

صندوقدار و تیمش منتظر توسعه های بیشتر فعالیتشان در آینده هستند.

اگیو چند احتمال را شرح می دهد:" ما انتظار داریم بتوان با استفاده از آنتن های اپتیکی بر محدودیت متمرکز کردن چیره شویم. ما باید قادر به کانال زدن و جمع کردن نور موثر تر شویم، اتصال بین فوتون و مولکول تنها را افزایش دهیم، به زیادی میزانی که آنتن موبایل شما تماس گرفته می شود و شما با آن تماس می گیرید."

او ادامه می دهد:"‌ما باید آنرا بسیار کوچک بسازیم، اگر چه، کم کردن مقیاس همه چیز به اندازه بسامد نور خود چالش بزرگی است."

اگیو خوش بین است. او اشاره میکند که گروه تا کنون کارهایی در امتداد خطوط آنتن های اپتیکی انجام داده، و به علاوه، گزارش های آن نیز در Physical Review Letters چاپ شده اند

او با اشاره به مقاله ای بنام " گسترش فلوئورسانس مولکول منفرد با استفاده از نانو ذرات طلا به عنوان آنتن های نانو اپتیکی" می گوید:" ما بصورت آزمایشی نشان داده ایم که نانو ذرات فلز های قیمتی، آنتن های اپتیکی موثری برای یک مولکول منفرد هستند."

او ادامه می دهد" در حال حاظر ما در حال کار بر روی چگونگی تلفیق متمرکز کردن با آنتن ها هستیم تا بتوانیم به تمام این فعالیت جنبه عملی بپوشانیم."

مترجم: محمد علی عاشوری

منبع: Physorg.com

نقل از Persian Science Zine