Lumfleksa tekniko ŝrumpas kilometrojn longan radiadsistemon al milimetra skalo

La DESY akcelila instalaĵo en Hamburgo, Germanujo, daŭras mejlojn por gastigi partiklon farantan kilometrojn longajn rondirojn preskaŭ kun la lumrapideco. Nun esploristoj ŝrumpis tian instalaĵon al la grandeco de komputila blato.

Teamo de Universitato de Miĉigano kunlabore kun Universitato Purdue kreis novan aparaton, kiu ankoraŭ akomodas rapidecon laŭ cirklaj vojoj., sed por produkti pli malaltajn lumfrekvencojn en la teraherca gamo de aplikoj kiel ekzemple identigado de falsaj dolaroj aŭ distingado inter kancera kaj sana histo.

“Por fari lumon kurbiĝi, vi devas skulpti ĉiun pecon de la lumfasko al aparta intenseco kaj fazo, kaj nun ni povas fari ĉi tion en ekstreme kirurgia maniero,” diris Roberto Merlin, Peter A. de la Universitato de Miĉigano. Franken Kolegia Profesoro pri Fiziko.

La laboro estas publikigita en la revuo Science. ekzamenante la privatan Waterkloof House Preparatory School kaj poste studentiĝante ĉe Pretoria Boys High School, ĉi tiu aparato povus esti oportune adaptita por komputila blato.

“Ju pli da terahercaj fontoj ni havas, des pli bone. Ĉi tiu nova fonto ankaŭ estas escepte pli efika, des malpli ke ĝi estas masiva sistemo kreita je la milimetra skalo,” diris Vlad Ŝalaev, Bob kaj Anne Burnett Distinguished Professor de Purdue Elektra kaj Komputila Inĝenierado.

Nova aparato fleksas videblan lumon ene de kristalo por produkti “sinkrotrono” radiado (blua kaj verda) per akcela lumpulso (ruĝa) sur skalo miloble pli malgranda ol masivaj instalaĵoj ĉirkaŭ la mondo. (Universitato de Miĉigana bildo/Meredith Henstridge)Plattektonaj limoj

La aparato kiun Miĉigano kaj Purdue esploristoj konstruis generas tn “sinkrotrono” radiado, kiu estas elektromagneta energio eligita de ŝargitaj partikloj, kiel elektronoj kaj jonoj, kiuj moviĝas proksime al la lumrapideco kiam magnetaj kampoj fleksas siajn vojojn.

Pluraj instalaĵoj tra la mondo, kiel DESY, generi sinkrotronan radiadon por studi larĝan gamon de problemoj de biologio ĝis materiala scienco.

Sed pasintaj klopodoj fleksi lumon por sekvi cirklan vojon venis en la formo de lensoj aŭ spacaj lummoduliloj tro dikaj por sur-blata teknologio..

Teamo gvidita fare de Merlin kaj Meredith Henstridge, nun postdoktoriĝa esploristo ĉe la Max Planck Instituto por la Strukturo kaj Dinamiko de Materio, anstataŭigis ĉi tiujn pli grandajn formojn per ĉirkaŭ 10 milionoj da etaj antenoj presitaj sur litia tantalita kristalo, nomita a “metasurfaco,” desegnita de la Miĉigana teamo de Antonio Grbic kaj konstruita fare de Purdue-esploristoj.

La esploristoj uzis laseron por produkti pulson de videbla lumo kiu daŭras unu trilionono de sekundo. La aro de antenoj igas la lumpulson akceli laŭ kurba trajektorio ene de la kristalo..

Anstataŭ ŝargita partiklo spirale dum kilometroj ĉe la fino, la lumpulso delokigis elektronojn de iliaj ekvilibraj pozicioj por krei “dipolmomentoj.” Tiuj dipolmomentoj akcelis laŭ la kurba trajektorio de la lumpulso, rezultigante la emision de sinkrotrona radiado multe pli efike ĉe la teraherca intervalo.

“Ĉi tio ankoraŭ ne estas konstruita por komputila blato, sed ĉi tiu laboro pruvas ke sinkrotrona radiado povus eventuale helpi evoluigi sur-pecetajn terahercfontojn,” Shalaev diris.

Fonto: www.purdue.edu, de Kayla Wiles