مشاوره رایگان تحصیلی
منو

انتشار نور با سرعت بی‌نهایت در یک نانوابزار

+ 160
رأی شما
- 134

گروهی از فیزیک‌دانان و مهندسان از انتشار نور مرئی با سرعتِ بی‌نهایت درون یک قطعه‌ی نانو‌متری خبر می‌دهند. این وسیله موجب برقراری ارتباطِ آنی نمی‌شود (حد بالای سرعت مطابق نظریه نسبیت اینشتین هم‌چنان برقرار است) اما کاربرد‌های مختلفی برای نمونه، در ساخت مجموعه مدار اپتیکی دارد.

وِنشان کای، مهندس برق در مؤسسه جورجیا می‌گوید: اثبات چنین موضوعی در عین جالب بودن، بسیار مفید می‌باشد.

همواره در خلأ نور با تندی ۳۰۰٫۰۰۰٫۰۰۰ متر بر ثانیه انتشار می‌یابد. در یک ماده مثل شیشه نور با تندی کم‌تری منتشر می‌شود. نسبت تندی نور در خلأ به تندی نور در ماده ضریب شکستِ محیط نامیده می‌شود که مشخصاً بزرگتر از یک می‌باشد. به هر حال دانشمندان به بررسی برهمکنش نور با ماده پرداخته اند تا ضریب شکست‌های عجیب و غریبی از جمله ضریب شکستِ منفی بدست آورند. ضریب شکستِ منفی به خمشِ نور منجر می‌شود.

هم اکنون آلبرت پولمن، فیزیکدانی عضو مؤسسه FOM در آمستردام و نادر انقطاع مهندس برق ایرانی در دانشگاه پنسیلوانیا به همراه همکارانشان موفق به انجام کار بزرگی شده اند. آن‌ها وسیله‌ای کوچک ساخته اند که ضریب شکست نور مرئی در آن صفر می‌باشد به همین منظور امواج نوری با طول موجی خاص بسیار سریع حرکت می‌کنند.

این وسیله میله‌ای مستطیلی شکل از جنس سیلیکون دی اُکسید (نارسانا) با ابعاد ۲۰۰۰ نانومتر طول و ۸۵ نانومتر ضخامت می‌باشد که توسط نقره (رسانا) احاطه شده است. به دلیل خاصیت رسانا نور نمی‌تواند از دیوارهٔ از جنسِ نقره خارج شود. در نتیجه محیطِ انتقال دهندهٔ نوری به اسم موج‌بر داریم. محققان با انتخاب پهنای سیلیکون دی اُکسید از ۱۲۰ تا  ۴۰۰ نانومتر، وسایل گوناگونی ساختند. آن‌ها گزارش کار خود را در مجله فیزیکال ریویو لِتِر بیان می‌کنند.

در چنین موج‌بری چون که میدان‌های الکترومغناطیسی بایستی از شرایطِ مرزی معینی روی دیواره‌های موج‌بر تبعیت کنند، نور به شکل متفاوتی رفتار می‌کند،. نور با طول موج کوتاه بین دو انتهای موج‌بر به طور رفت و برگشتی جست و خیز می‌کند. قله‌ها و فرورفتگی‌های امواج رو در رو انتشار کننده با یکدیگر هم‌پوشانی می‌کنند. نتیجه این هم‌پوشانی تولید الگویی از نوار‌های تاریک و روشن می‌باشد. وقتی طول موج از طول موج قطع۱ بیشتر باشد، در موج‌بر گسیلِ نور نخواهیم داشت.

درست در طول موج قطع، اجسام رفتارهای جالبی از خود نشان می‌دهند. در این طول موج به جای تولید الگوی نواری تمامی موج‌بر روشن خواهد شد. طبق این مطلب جای آنکه قله‌های امواج در فاصله‌های مساوی از هم باشند، رفتار امواج به گونه است که قله‌ها با سرعت بسیار زیادی حرکت می‌کنند و در آنِ زمانی هر جایی هستند. بنابراین نور به شکل همگام در طول موج‌بر نوسان می‌کند.

پیش‌تر، انقطاع و گروهش ضریب شکست صفر را برای تابش با طول موج بزرگتر (ریزموج) تولید کرده بودند. تکرار این کار برای نور مرئی سخت‌تر بود چون که وسیله جدید برای نگه داشتن نور خیلی کوچک است. در عوض محققان باریکه‌ای از الکترون‌ها را برای تولیدِ نور با همه طول موج‌ها، درون موج‌بر روانه کردند و نور خروجی از آن را اندازه‌گیری کردند. مقدار روشنایی نور در یک طول موجِ خاص به این بستگی دارد که باریکهٔ الکترون به مکانِ تاریک یا مکانِ روشنِ ایجاد شده توسط آن طول موج وارد می‌شود.

بنابراین محققان با بررسی باریکه در طولِ موج‌بر و نمایش خروجی، الگوی نوری در هر طول موج را یافتند. چی تینگ چان از فیزیک‌دانان دانشگاه هنگ کنگ می‌گوید: این در نوع خود بهترین نانو-ساخت و مشخصه‌یاب است.

بنابراین سوأل این جاست، چطور موج نوری با چنین آرایشی از قله‌ها که در بالا ذکر شد نسبیت را نقض نمی‌کند؟ انقطاع توضیح می‌دهد که نور دو نوع تندی دارد. سرعت فاز نشان می‌دهد که موج‌های با یک طول موجِ مشخص چقدر سریع حرکت می‌کنند. این در حالی است که سرعت گروه نشان می‌دهد که نور انرژی یا اطلاعات را چقدر سریع انتقال می‌دهد. انقطاع می‌گوید: تنها سرعت گروه در موج‌بر بایستی کم‌تر از سرعت نور در خلأ باشد.

دکتر انقطاع می‌گوید: این وسیله کاربردهای گوناگونی دارد. چون نور خروجی از موج‌بر در اصطلاح «هم‌گام» است، با خمش موج‌بر می‌توان آنتنی گسیل کنندهٔ موج نوری با جبهه‌های فازیِ۲ در اصطلاح «منظم» شکل داد. به علاوه این وسیله می‌تواند به ساخت مجموعه مدارهای اپتیکی کمک کند.

آرایه ای از این موج‌برها حتی می‌تواند ماده‌ای بزرگتر با ضریب شکست صفر تولید کند. اما ساخت چنین آرایه‌ای چالش‌برانگیز است. کای می‌گوید: با اینکه در تئوری این کار ساده است اما به طور آزمایشگاهی این کار بسیار سخت است.

1- بیشینه‌ی طول موجی که می‌تواند در یک موج‌بر الکترومغناطیسی منتشر شود، طول موج نام دارد.
2- جبهه فاز به بردار موج اشاره دارد. جهت بردار موج با بردار پوئینتینگ (بردار انتقال انرژی) یکسان نیست.


psi.ir

+ 160
رأی شما
- 134



www.HUPAA.com
مشاوره رایگان تحصیلی
ویدیو کلیپ علمی
محک
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● چت روم هوپا
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
● تحصیل در کانادا
عضویت در خبرنامه
ایمیل :
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
پزشکی و سلامت
مشاوره رایگان تحصیلی
بیگ بنگ
آخرین گفتگوها در انجمن
راهنمایی برای انتخاب کتاب ریاضی و فیزیک (5 پاسخ)
سوالی پیش پا افتاده در تداخل ویرانگر دو موج نور (4 پاسخ)
مقایسه فونون و فوتون (8 پاسخ)
پایان نسبیت اینشتین با حل دقیق معادلات خود او ( فیزیک مطلق) (26 پاسخ)
مطابق فیزیک مطلق، انبساط جهان توسط نیروی دافعه بین اجرام (7 پاسخ)
اثبات حیرت اور فیزیک مطلق بر اثر سیارات روی سینگال های زمینی (12 پاسخ)
حل معمای بزرگ دویصد سالۀ تاج خورشیدی با فیزیک مطلق (1 پاسخ)
سوال از تبدیل ماده به انرژی (24 پاسخ)
نمایی از کهکشان مارپیچی M101 (0 پاسخ)
مغناطیسه کردن یک سیال در حال عبور از یک لوله (0 پاسخ)
انفجار فیزیک توسط عدم برابری بار الکتریکی الکترون و پروتون (0 پاسخ)
دانشجویان فوتونیک و مهندسی اپتیک و لیزر خود را معرفی کنید (26 پاسخ)
بیگ بنگ و سیاهچاله ها (3 پاسخ)
فرمول برای تعیین قدرت عدسی (3 پاسخ)
نواحی در بسط لوران (19 پاسخ)
زمین تخت گرایان (117 پاسخ)
غبار و نور ستاره‌ای در سحابی M78 (0 پاسخ)
کاوشگر ژاپنی از یک سیارک نمونه‌برداری کرد! (0 پاسخ)
فشار برحسب واحد مارتینی (0 پاسخ)
معما های سخت (333 پاسخ)
خورشید در آرامش (0 پاسخ)
پاک شدن ویروس اچ‌آی‌وی پس از پیوند سلول‌های بنیادی (0 پاسخ)
واضح‌ترین عکس از اولتیما تولی (0 پاسخ)
تصاویر نجومی (1989 پاسخ)
بهترین سایت هایی که تا حالا رفتید اینجا قرار بدید (108 پاسخ)
آیا این یک پارادوکسه؟! (1 پاسخ)
کیهان و کائنات؛ فیزیک یا ریاضی؟ (9 پاسخ)
فیزیکدانان و شکار ذرات شبح‌وار (0 پاسخ)
اثر میدان مغناطیسی زمین در مدار زمین آهنگ چگونه است؟ (0 پاسخ)
در جستجوی جرم گمشده کیهان (0 پاسخ)
شاید “ماده تاریک” اصلا وجود نداشته باشد! (0 پاسخ)
۱۴ سال نگاه به ساعت برای اثبات نظریه نسبیت اینشتین (1 پاسخ)
پایان ۱۵ سال کاوش در مریخ (0 پاسخ)
سوال در مورد پرتاب موشک ماهواره بر و چرخش فیلم (1 پاسخ)
میدان دید عریض از خورشید گرفتگی (0 پاسخ)
تصویر های دانشیک (93 پاسخ)
“سیاهچاله‌ها” در کیهان نخستین چگونه شکل گرفتند؟ (0 پاسخ)
اندیس بالانویس (8 پاسخ)
نمای یک کهکشان از لبه (0 پاسخ)
کهکشان راه شیری واقعأ یک دیسک مسطح نیست! (0 پاسخ)
یادگیری فیزیک را از کجا شروع کنم؟ (4 پاسخ)
قانون پایستگی انرژی در مغناطیس (1 پاسخ)
دانشمندان راهی برای سنجش جاذبه مریخ یافتند (0 پاسخ)
آیا اعداد اول فرمول دارند؟ (36 پاسخ)
شروع یادگیری فیزیک برای علاقه مندان (27 پاسخ)
سینماتیک سطح شیبدار (8 پاسخ)
کشف یک کهکشان کوچک بصورت تصادفی (0 پاسخ)
اولین عکس از سیاهچاله تقریبا آماده است! (0 پاسخ)
دو ماشین اگر باهم برخورد کنن کمتر صدمه می‌بینند یا به دیوار؟ (62 پاسخ)
خازن باردار (5 پاسخ)
رد نظریه خمیدگی فضا و زمان (6 پاسخ)
برخی آزمایش‌های فیزیک و دلایل آنها (0 پاسخ)
مساحت قسمتی از سطح یک کره چطور محاسبه می‌شود؟ (9 پاسخ)
نیروی کشسانی فنر (2 پاسخ)
جریان ac و dc (2 پاسخ)
نظر شما درباره ی شکست تقارن ماده و ضد ماده (0 پاسخ)
سرعت اسپین الکترون (1 پاسخ)
خواص ذرات و تعمیمش به خواص جهان (0 پاسخ)
ایجاد خلا در لیوان توسط آتش (8 پاسخ)
آیا ریل‌های قطارهایی که مگلو نیستند هم آهنربا می‌شوند؟ (3 پاسخ)
مقالات فیزیک
خوردن قارچ‌های جادویی شما را خلاق‌تر می‌کند!
یادگیری این ترفند جالب ریاضی را از دست ندهید!
آیا جدول زمانی فرگشت را باید از نو نوشت؟
شواهدی از اجرام جدید در کمربند کویپر!
پایان زندگی ستاره‌های غول‌پیکر
چرا برخی از سال‌ها، دمای زمین بیشتر می‌شود؟
عواقب کم بودن فشار باد تایر اتومبیل
تصویری از جرم سرگردان میان‌کهکشانی!
آیا هوش‌مصنوعی به خودآگاهی خواهد رسید؟
دوقلوهای نیمه‌همسان چگونه به‌وجود می‌آیند؟
دندانی که درون بینی رشد کرده است!
ساخت اتم‌های ضدماده در آزمایشگاه
آیا فضاپیمای اسرائیلی با موفقیت به سطح ماه خواهد رسید؟!
راز هم‌ترازی اهرام مصر فاش شد!
شباهت جالب نئاندرتال‌ها با انسان‌های امروزی
اندازه‌گیری چگالی ماده‌ی تاریک در جهان
به تماشای واضح‌ترین عکس از اولتیما تولی بنشینید
به کمک نانوتکنولوژی، دید انسان افزایش خواهد یافت
مسابقه‌ی علمی هفتگی شماره‌ی ۱۸
تاثیر تغییرات آب و هوایی بر زندگی ماهی‌گیران!
چرا باید فرض کنیم حیوانات خودآگاهی دارند؟
گوش دادن به موسیقی خلاقیت را نابود می‌کند!
تلسکوپ گانیمد آغاز به‌کار کرد
سلول‌های چربی سفید، ساعت درونی خودشان را دارند
وزن کهکشان راه‌شیری چقدر است؟
ساخت ماده‌ی بیولوژیکی جدید در ابعاد میکروبی!
فرزند بیشتر روند پیری را کندتر می‌کند!
کشف قدیمی‌ترین کوتوله‌ی سفید در کیهان
تاثیر مهندسی سلول‌ها بر درمان سرطان
بی‌ام‌و سری۳ جدید، سربلند در اولین آزمایش بین‌المللی
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
نیکوتین چگونه یک سیگاری را معتاد می‌کند! (0+)
نسل جدید سلول‌های خورشیدی (0+)
تشکیل موج‌های آلفون در اطراف خورشید (0+)
ساخت یک ساندویچ در ابعاد مولکولی (0+)
مسابقه‌ی علمی هفتگی شماره‌ی ۱۵ (0+)
چرا ما سکسکه می‌کنیم؟ (0+)
نتیجه‌ی مخالفت با واکسیناسیون؛ رشد ابتلا به سرخک (0+)
نظریه‌ای برای شکل‌گیری سیاره‌ای فراخورشیدی (0+)
زنگ‌زدگی فلزات را فراموش کنید (0+)
کاوشگر پارکر مدار خود به‌دور خورشید را کامل کرد (0+)
تمرکز می‌تواند علائم یائسگی در زنان را کاهش دهد (0+)
کشف ۱۰۵ گونه‌ی جدید از باکتری‌های دستگاه گوارش (0+)
پروتئینی که به بروز زوال عقل کمک می‌کند (0+)
تاثیر جدول مندلیف بر علم امروزی (0+)
سیستم ایمنی بدن چگونه فکر می‌کند؟ (0+)
ادامه ...