Συσκευή δημιουργεί αρνητική μάζα και έναν καινοτόμο τρόπο δημιουργίας λέιζερ.
Τα περισσότερα αντικείμενα αντιδρούν με προβλέψιμους τρόπους όταν εφαρμόζεται σε αυτούς η δύναμη – εκτός αν έχουν αρνητική μάζα, και κατά συνέπεια αντιδρούν αντίθετα από αυτό που θα περίμενε κανείς.
Τώρα οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Ρότσεστερ έχουν καταφέρει να δημιουργήσουν σωματίδια με αρνητική μάζα σε ατομικά λεπτό ημιαγωγό, προκαλώντας την αλληλεπίδραση με περιορισμένο φως σε μια οπτική μικροκοιλιά.
«Αυτό το γεγονός, πραγματικά είναι κάτι ενδιαφέρον και συναρπαστικό από κάθε άποψη», λέει ο Nick Vamivakas, αναπληρωτής καθηγητής κβαντικής οπτικής και κβαντικής φυσικής στο Ινστιτούτο Οπτικής του Ρότσεστερ . «Αλλά αποδεικνύεται επίσης ότι η συσκευή που έχουμε δημιουργήσει παρουσιάζει έναν τρόπο να παράγει φως λέιζερ με μια σταδιακά μικρή ισχύ».
Η συσκευή, που περιγράφεται στο Nature Physics, αποτελείται από δύο καθρέφτες που δημιουργούν μια οπτική μικροκοιλιά, η οποία περιορίζει το φως σε διαφορετικά χρώματα του φάσματος ανάλογα με τον τρόπο με τον οποίο βρίσκονται οι καθρέφτες.
Ερευνητές στο εργαστήριο του Vamivakas, συμπεριλαμβανομένων των συν-επικεφαλής συγγραφέων Sajal Dhara και των Chitraleema Chakraborty, ενσωμάτωσαν ένα ατομικά λεπτό ημιαγωγό από molybdenum diselenide στη μικροκοιλιά.
Ο ημιαγωγός τοποθετήθηκε με τέτοιο τρόπο ώστε η αλληλεπίδρασή του με το περιορισμένο φως να έχει ως αποτέλεσμα μικρά σωματίδια από τις διεγέρσεις του ημιαγωγού – που συνδυάζονται με φωτόνια από το περιορισμένο φως για να σχηματίσουν πολικές μάζες.
Κατά το παρελθόν, κι άλλες ερευνητικές ομάδες έχουν πειραματιστεί με παρόμοιες συσκευές, λέει ο Nick Vamivakas, αλλά αυτή είναι η πρώτη συσκευή που παράγει σωματίδια με αρνητική μάζα.
Αν και οι εφαρμογές αυτής της νέας μεθόδου απαιτούν ακόμη πολύ δρόμο για να καταστούν ολοκληρωμένες, προσθέτει ο Vamivakas, το εργαστήριό του θα συνεχίσει να διερευνά τις παρακάτω παραμέτρους:
- Πώς η συσκευή μπορεί να χρησιμεύσει ως υπόστρωμα για την παραγωγή λέιζερ. «Με τις πολικές αρμονίες που δημιουργήσαμε με αυτή τη συσκευή, η συνταγή για τη λειτουργία ενός λέιζερ είναι τελείως διαφορετική» λέει ο Vamivakas. «Το σύστημα ξεκινάει τη λήψη με πολύ χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας» από τα παραδοσιακά λέιζερ που χρησιμοποιούνται σήμερα.
- Ποιες είναι οι φυσικές συνέπειες της δημιουργίας της αρνητικής μάζας από τη συσκευή. «Ψάχνουμε να βρούμε ποιοι τρόποι χρειάζονται για να εφαρμόσουμε τις ωθήσεις και τραβήγματα και καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι ίσως επιτευχθεί με την εφαρμογή ενός ηλεκτρικού πεδίου στη συσκευή – και στη συνέχεια να μελετήσουμε πώς αυτές οι πολικότητες κινούνται γύρω από τη συσκευή υπό την εφαρμογή της εξωτερικής δύναμης”
