tech-luz de dobra encolhe sistema de radiação quilômetros de duração para milímetro escala

o DESY instalação de acelerador em Hamburgo, Alemanha, vai para milhas para hospedar uma partícula fazendo voltas km de comprimento quase à velocidade da luz. Agora, pesquisadores encolheram uma instalação desse tipo para o tamanho de um chip de computador.

Uma equipe da Universidade de Michigan, em colaboração com a Universidade Purdue criaram um novo dispositivo que ainda acomoda velocidade ao longo de caminhos circulares, mas para produzir mais baixas freqüências de luz na faixa de terahertz de aplicações, tais como a identificação de notas falsas de dólares ou distinguir entre tecido canceroso e saudável.

“A fim de obter a luz curva, você tem que esculpir cada pedaço do feixe de luz a uma determinada intensidade e fase, e agora podemos fazer isso de uma forma extremamente cirúrgica,” disse Roberto Merlin, da Universidade de Michigan Peter A. Franken Professor Colegiada de Física.

O trabalho foi publicado na revista científica. em última análise, este dispositivo pode ser convenientemente adaptado para um chip de computador.

“Os mais fontes terahertz temos, o melhor. Esta nova fonte também é excepcionalmente mais eficiente, sem falar que é um sistema maciço criado na escala milimétrica,” disse Vlad Shalaev, de Purdue Bob e Anne Burnett Professor de Engenharia Electrotécnica e de Computadores.

Um novo dispositivo desvia a luz visível no interior de um cristal para produzir “síncrotron” radiação (azul e verde) através de um pulso de luz acelerando (vermelho) em uma escala de mil vezes menor do que as instalações maciças em todo o mundo. (Imagem Universidade de Michigan de / Meredith Henstridge)imagem Download

O dispositivo que Michigan e Purdue pesquisadores construíram gera os chamados “síncrotron” radiação, que é a energia electromagnética emitida por partículas carregadas, tal como electrões e iões, que estão se movendo perto da velocidade da luz quando os campos magnéticos dobrar seus caminhos.

Várias instalações ao redor do mundo, como DESY, gerar radiação síncrotron para estudar uma ampla gama de problemas da biologia à ciência dos materiais.

Mas os esforços anteriores para curvar a luz para seguir um caminho circular vieram na forma de lentes ou moduladores de luz espacial demasiado volumoso para a tecnologia on-chip.

Uma equipe liderada por Merlin e Meredith Henstridge, agora um pesquisador de pós-doutorado no Instituto Max Planck para a Estrutura e Dinâmica da Matéria, estas formas mais volumosas substituído com sobre 10 milhão de pequenas antenas impressas sobre um cristal tântalo lítio, chamado de “metasurface,” projetado pela equipe de Michigan de Anthony Grbic e construído por pesquisadores de Purdue.

Os pesquisadores usaram um laser para produzir um pulso de luz visível que tem a duração de um trilionésimo de segundo. A matriz de antenas faz com que o pulso de luz para acelerar ao longo de uma trajectória curva no interior do cristal.

Em vez de uma partícula carregada em espiral por quilômetros a fio, o pulso de luz electrões deslocados das suas posições de equilíbrio para criar “momentos de dipolo.” Estes momentos de dipolo acelerados ao longo da trajectória curva do impulso de luz, resultando na emissão de radiação síncrotron com muito mais eficiência na faixa de terahertz.

“Isso não está sendo construído para um chip de computador ainda, mas este trabalho demonstra que a radiação de sincrotrão poderia eventualmente ajudar a desenvolver fontes de terahertz-chip em,” Shalaev disse.

Fonte: www.purdue.edu, por Kayla Wiles