تبلیغات
برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات. - حلقه های کوانتومی نور را به دلخواه کند یا متوقف می کنند: محاسباتی سریع و شیشه ای کند

برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

حلقه های کوانتومی نور را به دلخواه کند یا متوقف می کنند: محاسباتی سریع و شیشه ای کند

پژوهشی که به رهبری دانشگاه وارویک انجام شد، راهی جدید برای استفاده از "حلقه های شکل داده شده توسط فرآورده های نقاط کوانتومی" به منظور کند کردن و یا حتی ثابت نگه داشتن نور گشوده است. این روش ابعاد وسیعی از امکان محاسبات قابل اعتماد و موثر بر مبنای نور گرفته تا امکان ایجاد "شیشه کند (slow glass)" را به روی ما می گشاید.

به نقل از یورك الرتز، کلید اصلی این پژوهش جدید" اگزیتون (exciton) " می باشد. اگزیتون به جفت شدن یک الکترون که توسط یک فوتون به تراز بالاتری از انرژی رفته است، با یک حفره (یا یک الکترون دیگر) که به داخل اوربیتال اطراف هسته ی اتم رانده شده است، گفته می شود. با وجود انرژی بالاتر در حالت جدید، الکترون با یکی از حفره ها (محل هایی که توسط الکترونی که به تراز انرژی بالاتری رفته است خالی شده)، جفت می شود. هنگامی که الکترون انرژی بالای خود را از دست می دهد، دوباره به حفره ای که با آن پیوند داشت و آنرا ترک کرده بود باز می گردد و فوتون جذب شده تابیده می شود.

چرخه ی فوق معمولا بسیار سریع رخ می دهد؛ ولی اگر بتوانیم راهی پیدا کنیم تا عمل اگزیتون را درجا و برای هر مدت زمانی سد کنیم یا نگه داریم، در واقع توانسته ایم بازتابش فوتون را به تأخیر بیاندازیم و به طور مؤثری نور را کند و حتی متوقف کنیم.

پژوهش گران به سرپرستی پژوهش گر دکترا، آندره فیشر و دکتر رادولف ا. روِئمر از دپارتمان فیزیک دانشگاه وارویک، در حین ساخت نقاط كوانتومی، به طور تصادفی به وجود قابلیت هایی در برخی حلقه های ریز ماده پی بردند. هنگام ایجاد این نقطه های کوانتومی بسیار کوچک در ابعاد 10 تا 100 نانومتر، فیزیک دانان گاهی شرایطی ایجاد می کردند که ماده هنگام ته نشین شدن، روی سطح مورد نظر پاشیده شود. به این ترتیب نقطه ی کوانتومی مناسبی بدست نمی آید، ولی ساختارهایی به شکل حلقه از آن ماده ایجاد می شود. به هر حال این " نانو حلقه های آهارونوف- بوم (Aharonov-Bohm nano rings) " که در اصل به طور تصادفی ایجاد شده اند، اکنون مرجع اصلی مطالعه ی منحصر به فرد آن ها روی محدود کردن اگزیتون است (كه در این مورد، به نظر می رسد در اندازه ی دقیقی باشد). اگرچه رسیدن به این اندازه ی مفید به سادگی ممكن نیست، اما در صورت تحقق آن، به خودی خود به آن ها اجازه می دهد تا اگزیتون را تا هر مدتی بخواهند متوقف کنند.

اما این گروه پژوهشی دریافته اند که اگر ترکیبی از میدان های الکتریکی و مغناطیسی را به طور قابل ملاحظه ای به این نانو حلقه ها اعمال کنند، آن گاه به سادگی می توانند با تغییر میدان الکتریکی موجب توقف اگزیتون در جای خود شوند یا به آن اجازه ی فروپاشی و تابش دوباره ی فوتون بدهند.

در حالی كه دیگر پژوهش¬گران از حالت¬های نامتعارفِ مختلف مواد استفاده کرده اند تا حرکت نور را به طور چشمگیری کند کنند، این اولین بار است که فنی برای توقف کامل نور و آزاد سازی فوتون های منفرد به طور دلخواه ابداع شده است.

دکتر روِئمر می گوید: "این روش مستلزم توسعه ی محاسبات نوری است که این محاسبات، نیاز به سازوکاری مؤثر و قابل اطمینان مانند این روش دارد که نور را دستکاری کنیم."

این روش هم چنین می تواند در توسعه ی یک "بافر" از فوتون های وارد شونده به كار رود که این بافر می تواند آن ها را در زمان دیگری به ترتیب دوباره آزاد کند، بنابراین تأثیری شبیه مفهوم "شیشه ی کند" ایجاد خواهد کرد. این مفهوم، چند دهه ی پیش برای اولین بار توسط یک نویسنده داستان های علمی تخیلی به نام باب شاو پیشنهاد شده بود.

عنوان اصلی مقاله، " نگه داری اگزیتون در یک حلقه ی نانومقیاس آهارونوف- بوم با تنظیم میدان الکتریکی (Exciton storage in a nanoscale Aharonov-Bohm ring with electric field tuning) " از دانشگاه وارویک است كه در مجله ی Physical Review Letters (PRL) منتشر شده است.

برای مطالعه ی مقاله می توانید به لینک زیر مراجعه کنید:
Physical Review Letters, 2009; 102 (9): 096405 DOI: 10.1103/PhysRevLett.102.096405


صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :