Csapdába ejtették a szivárványt

Egy lencse és egy üveglap alkalmazásával sikerült foglyul ejteni egy szivárványt. A technika a fénnyel történő adattárolásban lehet hasznos.

Az optikai számítástechnikai alkalmazások elvileg gyorsabbak és hatékonyabbak lesznek, mint a jelenlegi megoldások, a legnagyobb problémájuk azonban, hogy a jeleket oda-vissza kell alakítani optikaiból elektromossá. A fény "lelassításának", vagy akár foglyul ejtésének képessége nagy segítség lenne a fényben található információ közvetlen manipulálásához.

2007-ben Ortwin Hess, a brit Surrey Egyetemen kollégáival felvázolt egy technikát a fény csapdába ejtésére egy elvékonyodó hullámvezető alkalmazásával, ami metaanyagokat, a fény negatív törésére képes egzotikus anyagokat használna. Az elv szerint ahogy a fény hullámait vezető szerkezet vékonyodásával az egyre keskenyebb pontok megállásra kényszerítik a fény elemeit. Ez annak köszönhető, hogy a fény bármely adott komponense nem képes áthaladni egy a hullámhosszánál keskenyebb nyíláson. Így jutunk el az elfogott szivárványhoz.

A numerikus modellek szerint elméletben működnének ezek a hullámvezetők, a metaanyagokból való elkészítésük azonban csak álom maradt. Most a baltimore-i Towson Egyetem csapata Vera Smolyaninova vezetésével egy gyűjtőlencse alkalmazásával elkészített egy elvékonyodó hullámvezetőt és foglyul ejtették a hőn áhított szivárványt.

Ehhez egy 4,5 milliméter átmérőjű lencse egyik oldalát egy 30 nanométer vastagságú aranyréteggel vonták be, majd az aranyozott oldalával egy sík üveglapra helyezték, amit szintén arannyal vontak be. A domború lencse és a sík lap között egy levegőréteg van, ami egyre vékonyodik, ahogy a lencse érintkezik a lappal, gyakorlatilag egy elvékonyodó hullámvezetőt alkotva. Amikor több hullámhosszú lézersugárral világították meg az aranyozott hullámvezetőt, egy szivárvány keletkezett benne, ami mikroszkóp alatt felülről nézve parányi színes körök sorozataként látható.

A rövidebb hullámhosszal rendelkező zöld fényt azon a ponton sikerült elcsípni, ahol a levegőréteg túl vékonnyá vált hogy a hullám áthatoljon a hullámvezetőn. A hosszabb hullámhosszú vörös fény valamivel kijjebb helyezkedik el, ahol a levegőréteg vastagabb, köztük pedig a közbeeső hullámhosszok találhatók. "Szerintem csodálatos, hogy egy ilyen összetett jelenséget elő tudtunk állítani egy ennyire egyszerű konfigurációval" - mondta Smolyaninova."

Hess osztozik a baltimore-i csapat örömében, különösen, hogy ezáltal igazolást nyert az elmélete.