آيا يک مولکول منفرد مي تواند مانند آينه رفتار کند؟

[زکریا فتاحی]

به گفته ماريو اگيو به PhysOrg.com :" به صورت تئوريک براي اولين بار نشان داديم که يک مولکول منفرد مي تواند مانند يک آينه کامل عمل کند. تصور کنيد آينه شما در خانه تبديل به يک مولکول بشود و شما يک لنز بسيار قوي بين خود و آينه قرار دهيد. و بتوانيد صورت خود را در آن ببينيد. اما موضوع شگفت آور اين است که اين مولکول تنها در ابعاد يک نانومتر است."
اگيو از اعضاي گروه نانو اپتيک ETH به رهبري وحيد صندوقدار در زوريخ سوئيس است. تيم آقاي صندوقدار، هم به صورت تئوريک و هم به صورت عملي بر روي تقابل ميان نور با اشياء نانومقياس تحقيق کرده اند.
اگيو به صورت تئوريک مي گويد:" ما نشان داديم يک موج مسقيم دو قطبي مي تواند توسط چيزي شبيه به دوقطبي نوسان کنند بازتابيده شود."
نتايج فعاليت هاي گروه متشکل از جرت زوفمان و نصيرالدين مجرد را مي توانيد در Physical Review Letters با نام تابش کامل نور توسط دوقطبي هاي نوسان کنند ببينيد.اگيو اشاره مي کند:" در اين فعاليت احتمالات بسياري وجود دارد."
او توضيح مي دهد:" زماني که بتوان يک اتصال موثر را بين فوتون و مولکول يا اتم در فضاي خالي تشخيص داد، کارهاي زيادي مي توان انجام داد. به عنوان مثال، سلول هاي خورشيدي تعجيلي، طيف بيني، ارتباطات کوانتومي و محاسبات کوانتومي از تقابل قوي تر بين نور و ماده منفعت خواهند برد."
البته مشکلات تکنيکي نيز وجود دارد که بايد بتوان در آزمايشگاه بر آنها فايق آمد. يکي از امور بسيار مهم اين حقيقت است که مولکول در دماي اتاق بيشتر مانند يک نوسان کننده ميرا عمل مي کند.
اگيو مي گويد:" ما نياز داريم سيستم را تا دماهاي پايين سرد کنيم."

بر طبق تحقيقاتي که چندي پيش در Nature Physics امسال ("اتصال کارا فوتون ها با يک مولکول منفرد و مشاهده رزونانس هاي فلوئورسانس آن" منتشر شد او ادامه مي دهد:" در واقع، آزمايشات ما موفق به بدست آوردن 12 درصد از بين رفتن نور در سمت مقابل با يک مولکول منفرد شده ايم."
اگيو همچنين توصيح مي دهد که مشکلاتي هم در متمرکز کردن (فوکوس) نيز وجود دارد. "متمرکز کردن صد درصد تنها با لنز هايي قابل انجام است که در حال حاضر وجود ندارند. اما بازتاب زياد 80 درصدي را بايد بتوان با لنزهاي معمولي و پرتو هاي ليزر بوجود آورد."
صندوقدار و تيمش منتظر توسعه هاي بيشتر فعاليتشان در آينده هستند.
اگيو چند احتمال را شرح مي دهد:" ما انتظار داريم بتوان با استفاده از آنتن هاي اپتيکي بر محدوديت متمرکز کردن چيره شويم. ما بايد قادر به کانال زدن و جمع کردن نور موثر تر شويم، اتصال بين فوتون و مولکول تنها را افزايش دهيم، به زيادي ميزاني که آنتن موبايل شما تماس گرفته مي شود و شما با آن تماس مي گيريد."


او ادامه مي دهد:"‌ما بايد آنرا بسيار کوچک بسازيم، اگر چه، کم کردن مقياس همه چيز به اندازه بسامد نور خود چالش بزرگي است."
اگيو خوش بين است. او اشاره ميکند که گروه تا کنون کارهايي در امتداد خطوط آنتن هاي اپتيکي انجام داده، و به علاوه، گزارش هاي آن نيز در Physical Review Letters چاپ شده اند
او با اشاره به مقاله اي بنام " گسترش فلوئورسانس مولکول منفرد با استفاده از نانو ذرات طلا به عنوان آنتن هاي نانو اپتيکي" مي گويد:" ما بصورت آزمايشي نشان داده ايم که نانو ذرات فلز هاي قيمتي، آنتن هاي اپتيکي موثري براي يک مولکول منفرد هستند."

او ادامه مي دهد" در حال حاظر ما در حال کار بر روي چگونگي تلفيق متمرکز کردن با آنتن ها هستيم تا بتوانيم به تمام اين فعاليت جنبه عملي بپوشانيم."مترجم: محمد علي عاشوري

منبع: Physorg.com