Dolar 9,3218
Euro 10,8357
Altın 529,53
BİST 1.418
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 16 °C
Sağanak Yağışlı

Nanophotonics Orkestrası Sunar: “Yasak” Renkleri Ortaya Çıkarmak İçin Nanopartiküllerin Işığına Dönmek

24.09.2021
22
Nanophotonics Orkestrası Sunar: “Yasak” Renkleri Ortaya Çıkarmak İçin Nanopartiküllerin Işığına Dönmek

Kırmızı ışıkla aydınlatma üzerine, üçüncü harmonik saçılan ışık (mor renkte), metal nanoparçacıkların bükülmesini ortaya çıkarır. Kredi: Ventsislav Valev ve Lukas Ohnoutek

Birleşik Krallık’taki Bath Üniversitesi’ndeki fizikçiler, kiral (bükülmüş) nanoparçacıklarda yeni bir fiziksel etki gözlemliyorlar.

Bath Üniversitesi’ndeki fizik araştırmacıları, hafif ve bükülmüş malzemeler arasındaki etkileşimlerle ilgili yeni bir fiziksel etki keşfettiler – iletişim, nanorobotik ve ultra ince optik bileşenlerde ortaya çıkan yeni nanoteknolojiler için etkileri olması muhtemel bir etki.

17. ve 18. yüzyıllarda, İtalyan usta zanaatkar Antonio Stradivari efsanevi kalitede müzik aletleri üretti ve en ünlüsü onun (sözde) Stradivarius kemanlarıdır. Bu müzik aletlerinin müzikal çıktısını hem güzel hem de benzersiz kılan şey, ton rengi veya ton kalitesi olarak da bilinen özel tınılarıdır. Tüm enstrümanların bir tınısı vardır – bir nota (fs frekanslı ses) çalındığında, enstrüman harmonikler oluşturur (başlangıç ​​frekansının tamsayı katları olan frekanslar, yani 2fs, 3fs, 4fs, 5fs, 6fs, vb.).

Benzer şekilde, belirli bir renkteki ışık (fc frekansı ile) malzemeler üzerine parladığında, bu malzemeler harmonikler üretebilir (2fc, 3fc, 4fc, 5fc, 6fc, vb. ışık frekansları). Işığın harmonikleri, tıbbi görüntüleme, iletişim ve lazer teknolojisinde uygulamalar bulan karmaşık malzeme özelliklerini ortaya çıkarır.

Örneğin, hemen hemen her yeşil lazer işaretçi, aslında ışığı insan gözüyle görülmeyen bir kızılötesi lazer işaretçidir. Gördüğümüz yeşil ışık aslında kızılötesi lazer pointer’ın ikinci harmoniğidir (2fc) ve pointer içindeki özel bir kristal tarafından üretilir.

Hem müzik aletlerinde hem de parlak malzemelerde, bazı frekanslar ‘yasaktır’ – yani, enstrüman veya malzeme aktif olarak onları iptal ettiği için duyulamaz veya görülemezler. Klarnet düz, silindirik bir şekle sahip olduğu için tüm çift harmonikleri (2fs, 4fs, 6fs, vb.) bastırır ve sadece tek harmonikler (3fs, 5fs, 7fs, vb.) üretir. Buna karşılık, bir saksafon, tüm harmoniklere izin veren ve daha zengin, daha pürüzsüz bir ses ile sonuçlanan konik ve kavisli bir şekle sahiptir. Bir şekilde benzer şekilde, belirli bir ışık türü (dairesel olarak polarize edilmiş) bir sıvı içinde dağılmış metal nanoparçacıklar üzerinde parladığında, ışığın tuhaf harmonikleri ışığın hareket yönü boyunca yayılamaz ve karşılık gelen renkler yasaktır.

Şimdi, Bath Üniversitesi Fizik Bölümü’nden araştırmacılar tarafından yönetilen uluslararası bir bilim adamları ekibi, yeni bir fiziksel etkinin keşfine varan yasak renkleri ortaya çıkarmanın bir yolunu buldu. Bu sonucu elde etmek için deney ekipmanlarını ‘büktüler’.

Araştırmayı yöneten Profesör Ventsislav Valev şunları söyledi: “Nanopartiküllerin veya moleküllerin bükülmesinin ışığın harmonikleriyle bile ortaya çıkarılabileceği fikri ilk olarak 42 yıl önce genç bir doktora öğrencisi olan David Andrews tarafından formüle edildi. David, teorisinin deneysel olarak doğrulanamayacak kadar zor olduğunu düşündü, ancak iki yıl önce bu fenomeni gösterdik. Şimdi, nanoparçacıkların bükülmesinin, ışığın tuhaf harmoniklerinde de gözlemlenebileceğini keşfettik. İlgili teorinin, ortak yazarımız ve günümüzde köklü bir profesör olan David Andrews’den başkası tarafından sunulmamış olması özellikle sevindiricidir!

Müzikal bir benzetme yapacak olursak, şimdiye kadar bükülmüş moleküller üzerinde çalışan bilim adamları (DNA, amino asitler, proteinler, şekerler vb.) ve sudaki nanopartiküller – yaşamın elementi – onları belirli bir frekansta aydınlattı ve ya aynı frekansı ya da gürültüsünü (harmonik kısmi tonlar) gözlemledi. Çalışmamız, bu bükülmüş moleküllerin harmonik imzalarının çalışmasını başlatıyor. Böylece onların ‘tınılarını’ ilk kez değerlendirebiliriz.

“Pratik bir bakış açısıyla, sonuçlarımız hafif ve bükülmüş malzemeler arasındaki etkileşimlerin benzeri görülmemiş bir şekilde anlaşılmasını sağlamak için basit, kullanıcı dostu bir deneysel yöntem sunuyor. Bu tür etkileşimler, iletişim, nanorobotik ve ultra ince optik bileşenlerde ortaya çıkan yeni nanoteknolojilerin kalbinde yer almaktadır. Örneğin, nanoparçacıkların ‘bükümü’ bilgi bitlerinin değerini belirleyebilir (sol veya sağ büküm için). Nanorobotların pervanelerinde de bulunur ve bir lazer ışını için yayılma yönünü etkileyebilir. Ayrıca yöntemimiz, yeni farmasötikler için umut vadeden doğal kimyasal ürünlerin analizine uygun, ancak mevcut malzemenin genellikle kıt olduğu yerlerde, küçük aydınlatma hacimlerinde uygulanabilir.

Araştırmaya katılan doktora öğrencisi Lukas Ohnoutek, “Bu keşfi kaçırmaya çok yaklaştık. İlk ekipmanımız iyi ‘ayarlanmadı’ ve bu yüzden üçüncü harmonikte hiçbir şey görmedik. Umudumu kaybetmeye başlamıştım ama bir toplantı yaptık, olası sorunları belirledik ve sorunu keşfedene kadar sistematik olarak araştırdık. Bilimsel yöntemi iş başında deneyimlemek harika, özellikle de bilimsel bir keşfe yol açtığında!”

Profesör Andrews şunları ekledi: ”Profesör Valev uluslararası bir ekibi uygulamalı fotonikte gerçek bir ilk için yönetti. Katılımımı davet etmesi beni doktora çalışmalarımdan teori çalışmasına geri götürdü. Yıllar sonra bunun meyvelerini verdiğini görmek inanılmazdı.”

Referans: Lukas Ohnoutek, Hyeon-Ho Jeong, Robin Raffe Jones, Johannes Sachs, Ben J. Olohan, Dora-Maria Răsădean, Gheorghe Dan Pantoş, David tarafından yazılan “Üçüncü Harmonik Rayleigh Saçılmasında Optik Aktivite: Kiralliği Ölçümü İçin Yeni Bir Rota” L. Andrews, Peer Fischer ve Ventsislav K. Valev, 15 Eylül 2021, Lazer ve Fotonik İncelemeleri.
DOI: 10.1002 / lpor.202100235

Araştırma, Laser & Photonics Reviews dergisinde yayınlandı. Kraliyet Topluluğu, Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi (STFC) ve Mühendislik ve Fizik Bilimleri Araştırma Konseyi (EPSRC) tarafından finanse edildi.

.

Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.