РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Шаг к суперлинзе: За пределы дифракции

Снять с полки микроскоп и рассмотреть под ним – не комара или волос, и даже не крупные растительные клетки – а частицы вируса в капле крови... Или – крупные молекулы? Просто дух захватывает от возможностей убить время в компании с таким инструментом. Не говоря уж о перспективах для науки и электроники. Не хватает главного: суперлинзы.
Тэги:
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В самом деле, чтобы рассмотреть предмет, длина волны излучения, которое от него отражается, должна быть заметно меньше самого предмета. К дифракционному пределу оптических линз (около 200 нм) мы уже давно подошли, а для самых мелких объектов приходится использовать более коротковолновое излучение, вплоть до рентгеновских и гамма-лучей. Для того же, чтобы рассмотреть нанометровые объекты, нередко требуется сканирующий туннельный микроскоп, работающий на совершенно иных принципах. И в любом случае — требуется сложнейшая и дорогая аппаратура, тонкая подготовка образцов и прочее, и прочее, что делает наблюдения за микромиром уделом специалистов, а никак не увлеченных «популярных механиков».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Однако еще несколько десятилетий назад Виктор Веселаго теоретически обосновал создание искусственных метаматериалов с отрицательным показателем преломления: микроструктура этих метаматериалов особым образом взаимодействует с проходящим сквозь нее излучением. На поверхности ее свет преломляется, лучи его сходятся и снова расходятся, а выходя из метаматериала, преломляются еще раз. При особым образом подобранной структуре изображение, составленное вышедшими из метаматериала лучами, содержит детали даже более мелкие, чем длина их волны.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Сегодня уже делаются первые шаги по практическому получению таких метаматериалов. Они обещают нам целый ряд удивительных новинок, включая «плащ-невидимку» и — ту же «суперлинзу», очередной шаг к обретению которой сделали недавно ученые из группы американского профессора Дарду Гани (Durdu Guney). По расчетам авторов, их материал позволит получать посредством лучей оптического спектра изображения объектов размерами до 100 нм — в тысячи раз меньше толщины человеческого волоса.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Главный секрет здесь — в плазмонах, условных частицах, «квантах колебания» свободного электронного газа, которые возникают на поверхности тонких металлических пленок в метаматериале, содержащем также сферические наноструктуры. Возбужденные внешним электромагнитным полем, они улавливают падающие на них фотоны излучения и отражают их так, как если бы метаматериал обладал отрицательным показателем преломления. В отличие от аналогичных работ, метаматериал, предложенный Гани и его коллегами, демонстрирует отрицательное преломление для всего видимого спектра.

Когда же дело дойдет до практики, производство метаматериалов нужной структуры, по общему мнению экспертов, будет совсем недорогим. Ну а получившиеся суперлинзы можно использовать не только в науке, но и в литографии для получения сложных объектов совсем крошечных размеров, а также в электронике, в цифровых фотоаппаратах — и, конечно, в домашних микроскопах. «С суперлинзой ученым сможет стать каждый», — говорит Гани.

Загрузка статьи...