ცნობილი „აინშტაინის“ ფილა ფიზიკაში მოულოდნელ აღმოჩენას გვთავაზობს

„აინშტაინის“ ქუდის ფორმის ფილა, მათემატიკური კურიოზი, რომელმაც უსასრულო ზედაპირების განმეორებადი ნიმუშების გარეშე დაფარვის ათწლეულების წინანდელი თავსატეხი გადაჭრა, ფიზიკის სამყაროში მოულოდნელ აღმოჩენად იქცა. ტოკიოს უნივერსიტეტის მკვლევარებმა აღმოაჩინეს, რომ ამ ფილაზე დაფუძნებული ნანოსტრუქტურები აქამდე უცნობ ქირალურ სინათლის დიფრაქციას წარმოქმნიან, რაც ოპტიკური ტექნოლოგიებისთვის ახალ ჰორიზონტს ხსნის.

მათემატიკური ამოცანიდან ფოტონურ აღმოჩენამდე

ოთხშაბათს Nature Communications-ში გამოქვეყნებულ კვლევაში, ტოკიოს უნივერსიტეტის სამრეწველო მეცნიერებათა ინსტიტუტის გუნდმა, იუტო მორიტაკეს ხელმძღვანელობით, სილიციუმის ნიტრიდის ფირფიტებზე ელექტრონულ-სხივური ლითოგრაფიის გამოყენებით ქუდის ფორმის ფილის ნანომასშტაბიანი ვერსიები დაამზადა. როდესაც მათ სტრუქტურებისკენ ლაზერული სხივი მიმართეს, გამოჩნდა გამორჩეული, ქარის წისქვილის მსგავსი დიფრაქციული ნიმუშები, რომლებსაც მკაფიო „ცალმხრივობა“ ახასიათებთ.phys+2

ქუდის ფორმის ფილა, 13-გვერდიანი მრავალკუთხედი, რომელიც მოყვარულმა მათემატიკოსმა დევიდ სმიტმა 2023 წელს აღმოაჩინა, იყო პირველი ფორმა, რომელმაც დაამტკიცა, რომ შესაძლებელია უსასრულო სიბრტყის დაფარვა განმეორების გარეშე. ამით გადაიჭრა ე.წ. აინშტაინის პრობლემა, რაც გერმანული სიტყვების თამაშია და არა ფიზიკოს ალბერტ აინშტაინთან კავშირი.yahoo+1

ქირალობა იქ, სადაც არავინ ელოდა

„ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ დიფრაქციული ნიმუშები თავად ხდება ქირალური, რადგან სტრუქტურას არ გააჩნია სარკისებური სიმეტრია“, – განაცხადა უფროსმა ავტორმა მასაია ნოტომიმ. „ოპტიკური რეაგირების ეს ტიპი ფუნდამენტურად განსხვავდება ჩვეულებრივ კვაზიკრისტალურ მასალებში დაკვირვებულისგან“.phys

ქირალური დიფრაქცია თავდაპირველად მოულოდნელი იყო, თუმცა გუნდმა დაასკვნა, რომ ეს ფილის თანდაყოლილი ასიმეტრიიდან უნდა გამომდინარეობდეს. მათმა ექსპერიმენტებმა ასევე აჩვენა, რომ დიფრაქციული ნიმუში იცვლება შემომავალი სინათლის მიმართულებისა და პოლარიზაციის მიხედვით.interestingengineering+2

პოტენციალი ოპტიკური ტექნოლოგიებისთვის

მკვლევარების თქმით, აღმოჩენამ შესაძლოა სინათლის პოლარიზაციის მანიპულირების ახალ გზებამდე მიგვიყვანოს, რაც ტელეკომუნიკაციებისა და კვანტური კრიპტოგრაფიისთვის გადამწყვეტია. „მონოფილური ნიმუშები ქმნის პლატფორმას ოპტიკური ფენომენების შესასწავლად, რომლებიც სიმეტრიის, ქირალობისა და აპერიოდულობის ურთიერთქმედების შედეგად წარმოიქმნება“, – აღნიშნა მორიტაკემ.yahoo+2

ეს ნაშრომი გვიჩვენებს, თუ როგორ შეუძლია აბსტრაქტულ მათემატიკურ აღმოჩენას, რომელიც ერთი ჰობისტის ფორმებისადმი გატაცებით დაიბადა, მოულოდნელად გახსნას ახალი ფიზიკა პრაქტიკული გამოყენებით ფოტონურ მოწყობილობებსა და სინათლის კონტროლის სისტემებში.interestingengineering+2