Khoa học tự nhiên

Phát hiện ánh sáng có thể tồn tại dưới dạng mà trước đây chưa từng biết (12/08/2016)

Theo các nhà khoa học từ Imperial College London, ánh sáng và electron kết hợp sẽ cho thuộc tính mới, trong các mạch điện, chùm sáng photon sẽ hoạt động thay cho các electron. Nghiên cứu cho phép các nhà khoa học tìm ra hiện tượng vật lý lượng tử, chi phối các hạt nhỏ hơn các nguyên tử, ở quy mô có thể nhìn thấy.

Trong các vật liệu thông thường, ánh sáng tương tác với toàn bộ nhóm electron có mặt trên bề mặt và bên trong vật liệu. Tuy nhiên, bằng việc sử dụng lý thuyết vật lý vào mô hình hành vi của ánh sáng và lớp các vật liệu mới phát hiện gần đây được biết như các chất cách điện tô pô, nhóm nghiên cứu thuộc Imperial College đã phát hiện ra rằng, nó chỉ có thể tương tác với một electron trên bề mặt.

Nghiên cứu mới chỉ ra rằng, một dạng ánh sáng mới có thể được tạo ra bằng cách gắn ánh sáng vào một đơn điện tử và kết hợp các tính chất của cả hai.

Điều này sẽ tạo ra một số tính chất kết hợp của ánh sáng và electron. Thông thường, ánh sáng truyền đi theo đường thẳng, tuy nhiên khi liên kết với các electron, nó sẽ thay đổi đường đi của nó, lần theo bề mặt của vật liệu.

Trong nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications, Tiến sĩ Vincenzo Giannini và các đồng nghiệp đã xây dựng mô hình tương tác này quanh hạt nano - một hình cầu nhỏ có đường kính dưới 0.00000001 mét - được làm bằng chất cách điện tô pô.

Các mô hình của họ chỉ ra rằng, cũng như ánh sáng sở hữu tính chất của electron và vận chuyển các hạt, electron cũng mang một số tính chất của ánh sáng. Thông thường, khi các electron đang di chuyển trên các vật liệu, chẳng hạn như các mạch điện, chúng sẽ dừng lại khi gặp một khiếm khuyết. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Giannini đã phát hiện ra rằng, ngay cả khi có những điểm không hoàn hảo trên bề mặt của các hạt nano, các electron vẫn có thể di chuyển với sự trợ giúp của ánh sáng. Nếu hạt này có thể chuyển vào trong các mạch quang tử, chúng sẽ mạnh hơn và ít bị ảnh hưởng bởi sự gián đoạn do những khiếm khuyến về vật lý.

Tiến sĩ Giannini cho biết: "Kết quả của nghiên cứu sẽ có ảnh hưởng lớn đến cách chúng ta nhận thức về ánh sáng. Mặc dù, cách điện tôpô chỉ mới được phát hiện trong thập kỷ qua, nhưng nó đã giúp chúng ta tìm ra một hiện tượng mới và những phương pháp mới để tìm ra những khái niệm quan trọng trong vật lý".

Ông cho rằng, hiện tượng có thể được quan sát thông qua mô hình mà ông đã xây dnựg trong các thí nghiệm sử dụng công nghệ hiện nay. Nhóm cùng với các nhà vật lý thực nghiệm đang nghiên cứu để đưa điều này trở thành hiện thực.

Ông tin rằng, quá trình này sẽ giúp tạo ra một dạng ánh sáng mới mà có thể nhân rộng để quan sát hiện tượng dễ dàng hơn nhiều. Hiện nay, hiện tượng lượng tử chỉ có thể thấy khi nhìn vào những vật thể rất nhỏ hoặc các vật thể siêu mát, tuy nhiên quá trình này cho phép các nhà khoa học có thể nghiên cứu hành vi ở nhiệt độ phòng.

Nguồn: www.vista.gov.vn