ЭРДЭМТЭД ДИФРАКЦИЙН ХЭМЖЭЭНЭЭС БАГА ЗАЙД ОПТИК ТОЙРГООР ХЭТ БОГИНО ПУЛЬСТАЙ ЭРГЭХ НАНОБӨӨМСИЙГ ГАРГАН АВСАН БАЙНА
Гэрлийн дифракцын хязгаараас бага зайд Гауссын цацраг ашиглан нано бөөмсийн чиглэлийг удирдан тойрог хөдөлгөөнд барьж болох уу?
Саяхан Nature Communications-д хэвлүүлсэн
ажилдаанэгэн хамтарсан судалгааны төслийн багийнхан тийм гэж хариулсан байна. Гэрэл
нь зөвхөн энерги төдийгүй импульс агуулдаг гэдгийг бид мэднэ.Гэрлээр объектийгшархад
гэрлийн импульс объектэд шилжиж улмаар тухайн объектод гэрлийн даралт үүсгэдэг.Микроскопын
хэмжээтэй био эсүүд ба макромолекулууд гэх мэт микро болон нано бөөмсийг энэхүү
гэрлийн хүчээр удирдаж болдог.Атомуудыг гэрлийн даралтаар хөргөх замаар атомын
цаг, Бозе-Эйнштейний конденсац зэргийг бий болгож олдог.Гэрлийн шугаман импульсаас
гадна гэрлийн эргэлтийн моментийг объектэд шилжүүлж болох баүр дүнд нь тухайн
объектэд эргэлтүүсдэг.Импульсийн шилжилт нь ихэвчлэн гэрэл болон биетийн
хоорондох шугаман харилцан үйлчлэлээр тодорхойлогдох тул тойргоор эргэх
хурд болон тойргийн радиус усны хувьд
харгалзан 100 Гц ба 1 мкм –ээсхэтэрдэггүй. Гэтэл саяхан БНХАУ-ын Шинжлэх ухааны
академийн Генетик ба хөгжлийн биологийн хүрээлэнгийн профессор Жианг Юцианг (JiangYuqiang)– аар удирдуулсан баг,
Сингапурын үндэсний их сургуулийн профессорЦюЧенгвэй (QiuChengwei), БНХАУ-ын Элезтрон шинжлэх ухаан, технологи их
сургуулийн Профессор Ян Юанжие (Yang
Yuanjie), Шаньси их сургуулийн профессор Сяо Лянтуань (Xiao Liantuan) нар хамтран дээрх
хязгаарын утгыг давсан үр дүнг гарган авсан байна.Шугаман бус оптик нөлөөн дээр
үндэслэн судлаачид нано бөөмсийн хэт
богино пульстай тойрог замын хөдөлгөөнийг дифракцын хэмжээнээс бага зайд гарган
авчээ.
.png?w=1200)
Зурагт: Туршилтын тохируулга ба гэрлийн тойргоор хөдлөх шугаман бус бөөмсийн механизм
Судлаачид Гауссын горимбүхий тойрог туйлшралтай фемтосекундын лазерын цацраг ашиглан алтны нано бөөмийг тодорхой байрлалд хорьж тогтоосон байна.Шугаман харилцан үйлчлэлийн үед бөөмс нь зөвхөн цацрагийн төвд эргэлддэг. Харин шугаман бус харилцан үйлчлэлийн үед‘хавх хуваах’ нөлөөгөөрцагариг хэлбэртэй потенциал нүх үүсэх боломжтой бөгөөд фемтосекундийн лазер ба алтны нано бөөмс хоорондох шугаман бус туйлшралаар нэмэгдсэн дагуу чиглэлтэй оптик хүч нь бөөмсийг цагариг хэлбэртэй нүхэнд хэт богино пульстай эргэлдэхэд хүргэдэг.Үүний үр дүнд гэрлийн спиний эргэлтийн момент нь асар өндөр үр дүнтэйгээр бөөмсийн орбитийн эргэлтийн момент болж хувирдаг байна. Энэ ажилд уг тойрог хөдөлгөөний хамгийн бага радиус нь 70 нм орчим байсан нь дифракцын хязгаараас хамаагүй бага байв.Тойргоор эргэх хөдөлгөөний хамгийн их хурд нь 1000эрг/сек байсан нь өмнө хэлсэн хурднаас нэг эрэмбээр илүү байсан.Судалгааны үр дүнд спиний өнцөг моментийг эргэлтийн момент болгон хувиргах шинэ механизмийг нээсэн бөгөөд гэрлээр удирдах шинэ боломжийголгожээ.Орбитийн радиус болон хурдийг фемтосекундийн лазерийн чадал, бай линзийн тоон aпертур, нано бөөмсөөс бүрдсэн материал зэргийг тохируулах замаар удирдаж болох тул оптик микро машин, нанореологи болон лазерын микро үйлдвэрлэл зэрэг олон салбарт өргөнөөр ашиглах боломж олгож байна.
Эх сурвалж:https://phys.org/news/2021-06-scientists-ultra-fast-optical-orbiting-nanoparticles.html
Мэдээг шалгасан: Доктор Ц. Энхбат
Мэдээг орчуулсан: Т. Лхагважав /ЭШДаА/