Промяна на електрон траектория в среда с отрицателен показател на пречупване

Кори Дийн, Колумбийския университет

Когато вълни (например, светлина) пресичат границата между две среди, има пречупване явление. Това се дължи на факта, че скоростта на разпространение на вълните в различни медии е различна - тя се променя посоката на светлинния лъч. Тези скорости се променят, описани от индекса на пречупване - съотношението между скоростта на светлината в средносрочен и вакуум. Ъгълът при която пречупена светлина светлина се определя от съотношението на индексите на пречупване.

Преди около половин век, Съветският физик Виктор Veselago описано оптичните свойства на средата, в която индексът на пречупване ще бъде отрицателен. Тази работа е чисто теоретична и прогнозира, необичайните свойства на такива обекти. Например, една плоска чиния от материал, може да се фокусира светлината, излъчвана от точков източник. По-късно се оказа, че за да се създаде материал с отрицателен коефициент на пречупване е трудно, но е възможно.

Въпреки това, естеството на вълната имат не само фотони - фотоните на светлината. По същия начин, поради дуализъм на частиците вълна, електрони могат да се държат. Такава своя характер може да се види, например, в двуизмерен електронен газ - ситуация, в която електроните са свободни да се движат вътре в самолета. Частиците се движат по права траектория, а не разпръснати - движение, наречено балистични.

Ако електронът преминава границата между два материала с различни видове проводимост, естеството на балистични движение се променя - има пречупване. Пример за такива граници може да бъде р-п преходи в полупроводници, които се използват в слънчеви клетки, транзистори и други устройства. Физиците са успели да предвидят, че тези граници трябва да се спазват "негативна" пречупване, да създаде такива преходи много по-лесно, отколкото оптични материали с отрицателен показател на пречупване. Но поради наличието на пропуск енергия (празнина) в традиционните полупроводникови материали електрони, разпилява на границата - това не е възможно да се наблюдава пречупване.

Законът на пречупване за различни видове преходи. Blue подчерта преход с отрицателен показател на пречупване. Право - ъглите на падане на границата

Симулация на електрон акцент в електронен обектив Veselago

Оптични медии с отрицателен показател на пречупване са интересни не само от факта, че във фокуса на светлина, но също така резолюцията на полученото в обектива. За класически оптични инструменти, резолюция е ограничен от дължината на вълната на светлината - защото на този Оптични микроскопи, не позволяват да се наблюдава подробности за обекти по-малки от 100 нанометра. Veselago обектив позволява да заобиколят това ограничение. Също така за тези цели устройства на метаматериали, способни да трансформират затихващи вълни светлина (разпад експоненциално с увеличаване на разстоянието от вълна), за да се разпространяват. Миналата година физиците от университета в Бъфало са създали ветрилообразни HyperLens, действащи на този принцип, решаването на които надхвърля лимита за дифракция.

Химиците са повдигнати запис-високо молекулно триъгълник фрактален

Бушмените предци разделени от останалата част от хората преди триста хиляди години

Тя бе домакин на първата сесия на квантовата комуникация трансконтиненталния сателитна