متخصصان دانشگاه MIT نخستین آینه‌ی بی نقص را ساختند

فیزیک‌دان‌های دانشگاه MIT موفق به ساخت نخستین آینه‌ی بی نقص جهان شدند. زمانی که نور (یا هر نوع دیگری از امواج شامل امواج صوتی یا حتی آب) به سطح این آینه برخورد می‌کند، به طور بی نقص منعکس شده و هیچ اعوجاجی نشان نمی‌دهد. این آینه قادر است به طور کامل تصویر اولیه را بازتاب دهد. اما چنین آینه‌ای بجز آرایشگاه‌ها چه کاربردهای علمی و فنی می‌تواند داشته باشد؟

در حالی که این خبر می‌تواند برای آرایشگران و خوش تیپ‌های بالفطره‌ای که ساعات زیادی را جلوی آینه سپری می‌کنند خوب باشد، اما از نظر علمی ابزاری ایده‌آل در بکارگیری انرژی خورشید، لیزر، شبکه‌های فیبر نوری و هر فناوری دیگری است که به طور مستقیم با بازتاب نور در ارتباط می‌باشد.

تمامی آینه‌های معمولی کاربرد ساده‌ای دارند؛ آن‌ها مانع عبور جریان نور (یا صدا، آب و حتی امواج) شده و آن را منعکس می‌کنند. همان‌طور که می‌توانید تصور کنید این بازتاب تاکنون هرگز این چنین بی نقص نبوده است و قدری از انرژی مربوطه، جذب مواد تشکیل دهنده آینه شده یا در جهات مختلف منعکس می‌گردد.

البته برای کاربردهای عادی نظیر آرایش و زیبایی، این موضوع چندان حیاتی نیست. اما زمانی که درباره انعکاس پرتوی لیزر در طول کابل نوری چند صد کیلومتری یا نیروگاه‌های برق خورشیدی و یا دیگر فناوری‌های دقیق بحث می‌کنیم، حتی کوچک‌ترین میزان افت در انعکاس نیز می‌تواند تأثیرات بسزایی بر کارایی داشته باشد.

perfect-mirror-01مارین سلجاچیک و همکارانش در لابراتوار نور و الکترومغناطیس دانشگاه MIT، پس از مدت‌ها تحقیق و بررسی موفق شدند به طور تصادفی به این دستاورد برسند. جالب اینکه زمانی که این گروه مشغول بررسی رفتار یک کریستال نوری – در حالتی که یک ویفر سیلیکونی با لایه‌ای از نیترید سیلیکون و با قالب‌های نانو اندود شده بود قرار داشت – حفره‌هایی بر روی سطح آن به شکل شبکه مانندی تشکیل شده بود.

این حفره‌ها آنچنان کوچک هستند که تنها باریکه‌ای از نور را جذب می‌کنند. همان‌طور که انتظار می‌رود نور در اغلب زوایا جذب کریستال‌های نوری می‌شود – اما با توجه به طول موج خاصی از نور قرمز، در زاویه‌ی ۳۵ درجه می‌توان مشاهده کرد که نور در این شرایط به طور کامل منعکس می‌شود. تمامی فوتون‌هایی که توسط منبع نور قرمز منتشر شده‌اند به طور کامل و تمام عیار منعکس شده و هیچ اعوجاج یا جذب نوری صورت نمی‌گیرد.

این پدیده‌ای جدید و غیر قابل پیش بینی است. جان ون‌نیومن، یکی از مشهورترین دانشمندان این عرصه در تئوری خود که در سال ۱۹۲۹ منتشر شد به بررسی چنین رویدادی پرداخته است، گرچه این اتفاق علمی هرگز تا به امروز پیاده‌سازی نشد. سلجاچیک در این باره می‌گوید:

این یکی از روش‌های بسیار متفاوت محدود کردن نور است.

از سوی دیگر داکلاس استون، یکی از اساتید دانشگاه یل که درگیر این کار نشده معتقد است که این پیاده سازی عملی

بسیار چشمگیر است چرا که می‌تواند نوع جدیدی از آینه را ارائه نماید، که اساساً دارای بازتاب بی نقص و کاملی است.

در حالی که ابزارهایی برای عملی‌کردن چنین آینه‌های بی نقصی وجود دارند، گروه دانشگاه MIT در حال حاضر بر روی شیوه‌ی خاص خود متمرکز شده و به محض درک پدیده‌ی جدید، می‌تواند با اجرای مجدد آن‌ها، دست به ساخت لیزرهایی قوی‌تر و دقیق‌تر بزند – از سوی دیگر سامانه‌های تولید انرژی خورشیدی متمرکزتر (استفاده از آینه برای جوشاندن آب) و فیبرهای نوری نیز شاهد تغییری چشمگیر خواهند بود و در آینده می‌توان انتظار تولید فیبرهای نوری بسیار سریع‌تری را داشته باشیم.

perfect-mirror-02

علاوه بر این دانشمندان می‌توانند با تغییر در الگوی قرارگیری این سوراخ‌ها (شبکه‌ی حفره‌ها) نور را با خصوصیات تازه‌ای منعکس نمایند. برای مثال تولید ابزاری اختصاصی برای انتقال صدا، آب یا امواج رادیویی. راستی چه کسی فکرش را می‌کند که بتوان به کمک یک آینه‌ی بی‌نقص ساعتی شخصی و تمام عیار ساخت؟

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده
تبلیغات

بیشتر بخوانید