บาคาร่า คลื่นอิเล็กตรอนหักเหในทางลบ

บาคาร่า คลื่นอิเล็กตรอนหักเหในทางลบ

Graphene subs สำหรับ metamaterials เพื่อกระตุ้นการดัด บาคาร่า กลับเกือบทศวรรษหลังจากที่คลื่นแสงหันหลังกลับ นักฟิสิกส์ก็ทำเช่นเดียวกันกับอิเล็กตรอน

อิเล็กตรอนที่ไหลผ่านแผ่นอะตอมของคาร์บอนแสดงการหักเหของแสงเป็นลบ การโค้งงอในมุมที่ไม่เห็นในธรรมชาติ นักฟิสิกส์รายงาน 14 กันยายนในNature Physics นักวิจัยได้สร้างอุปกรณ์คล้ายเลนส์ขึ้นเพื่อโฟกัสอิเล็กตรอนไปยังจุดเล็กๆ โดยการใช้ประโยชน์จากการดัดงอที่ผิดปกตินี้ เทคนิคใหม่นี้สามารถช่วยให้นักฟิสิกส์เรียนรู้วิธีจัดการกับอิเล็กตรอนในขอบเขตที่แคบของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก ซึ่งอนุภาคมักจะทำตัวเหมือนคลื่น

คลื่นจะโค้งงอผ่านการหักเหเมื่อพวกมันตัดผ่านส่วนต่อประสานระหว่างวัสดุสองชนิด 

ตัวอย่างเช่น แสงที่เคลื่อนที่จากอากาศไปยังกระจกจะโค้งเข้าหาเส้นจินตภาพที่ตั้งฉากกับพื้นผิวกระจก แต่ยังคงเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกัน

โครงสร้างทางวิศวกรรมที่ซับซ้อนซึ่งเรียกว่า metamaterials จะโค้งงอแสงแตกต่างกัน ทำให้คลื่นหันเข้าหาทิศทางที่พวกมันมา การหักเหเชิงลบนี้ทำให้นักฟิสิกส์สามารถควบคุมแสงได้อย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน พวกเขาสามารถโฟกัสแสงด้วยเลนส์ทรงพลังหรือหมุนไปรอบๆ วัตถุด้วยการสร้างเสื้อคลุมล่องหน ( SN: 15/07/06, หน้า 42 )

อิเล็กตรอน แม้ว่าปกติจะคิดว่าเป็นอนุภาค แต่ก็สามารถเป็นคลื่นได้ Hu-Jong Lee นักฟิสิกส์เรื่องควบแน่นที่มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี Pohang ในเกาหลีใต้ และเพื่อนร่วมงานก้มอิเล็กตรอนไปข้างหลังโดยใช้แผ่นคาร์บอนบางเฉียบที่เรียกว่ากราฟีน นักวิจัยได้วางอิเล็กโทรดและแผ่นแปะที่ทำจากทองคำบนแผ่นกราฟีนที่ประกบด้วยโบรอนไนไตรด์ ทีมงานของ Lee สังเกตว่าอิเล็กตรอนกระจายตัวออกจากกันหลังจากการสตรีมจากอิเล็กโทรดหนึ่งตัวจะโค้งเข้าหากันทันทีที่พวกมันเข้าสู่บริเวณกราไฟท์ที่ปะติดปะต่อ ซึ่งเป็นสัญญาณที่ชัดเจนของการหักเหของแสง

Vladimir Fal’ko นักทฤษฎีเรื่องย่อที่มหาวิทยาลัย Lancaster ในอังกฤษ ผู้เสนอการตั้งค่านี้สำหรับการหักเหเชิงลบในปี 2550 กล่าวว่าความสำเร็จนี้น่าประทับใจเพราะไม่ต้องการวิศวกรรมที่แม่นยำซึ่งจำเป็นในการสร้าง metamaterial สำหรับแสง “สิ่งที่วิศวกร metamaterial ต้องทำด้วยมือ graphene lattice ได้ทำเพื่อเราแล้ว” เขากล่าว

แม้ว่าการหักเหของอิเล็กตรอนในเชิงลบจะไม่ส่งผลต่อการใช้งานที่น่าตื่นเต้น 

เช่น ผ้าคลุมล่องหน แต่ Lee กล่าวว่าสิ่งสำคัญคือต้องเรียนรู้วิธีจัดการกับอิเล็กตรอนเมื่อพวกมันทำตัวเหมือนคลื่น ต่างจากอนุภาค คลื่นรบกวนกันหลังจากกระจัดกระจายออกจากผนังหรือเล็ดลอดผ่านช่องว่างแคบๆ วิศวกรจะต้องคำนึงถึงพฤติกรรมนี้หากต้องการลดขนาดของทรานซิสเตอร์และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ

ดาราศาสตร์ยุคใหม่สิ่งที่โลกกำลังเป็นพยานคือการกำเนิดของดาราศาสตร์ใหม่ การตรวจจับระลอกคลื่นของหลุมดำทั้งสองที่รวมตัวกันในจักรวาลอันไกลโพ้นนั้นเหมือนกับการมองดูท้องฟ้าครั้งแรกของกาลิเลโอผ่านกล้องโทรทรรศน์ในปี 1609 กาลิเลโอค้นพบดวงจันทร์ที่โคจรรอบดาวพฤหัสบดีและภูเขาที่ขรุขระและหลุมอุกกาบาตบนดวงจันทร์ สิ่งมหัศจรรย์ที่น่าอัศจรรย์ในสายตาของศตวรรษที่ 17 ตอนนี้ ดาราศาสตร์คลื่นแรงโน้มถ่วงพร้อมที่จะนำเสนอวิสัยทัศน์ใหม่อย่างสิ้นเชิง

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ไม่ว่าจะเป็นแสงที่มองเห็นได้ วิทยุ อินฟราเรด หรือรังสีเอกซ์ ถูกปล่อยออกมาจากอะตอมและอิเล็กตรอนแต่ละตัว การแผ่รังสีดังกล่าวเผยให้เห็นสภาพร่างกายของวัตถุท้องฟ้า ว่ามันร้อนแค่ไหน อายุเท่าไหร่ ดูเหมือนอะไร และมันทำมาจากอะไร คลื่นแรงโน้มถ่วงถ่ายทอดข้อมูลที่แตกต่างกันมาก พวกเขาจะเล่าเกี่ยวกับการเคลื่อนที่โดยรวมของวัตถุขนาดใหญ่ แสดงให้เห็นว่าพวกมันเคลื่อนที่อย่างไร หมุนและชนกันทั่วทั้งจักรวาล โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัตถุที่มีขนาดเล็กเกินไปที่จะมองเห็นได้โดยตรง เช่น ดาวนิวตรอนและหลุมดำของดาวฤกษ์

“ตอนนี้เราได้เริ่มต้นในยุคของการสำรวจปรากฏการณ์ในจักรวาลที่สร้างขึ้นจากกาลอวกาศที่บิดเบี้ยว” Thorne กล่าว “ฉันชอบเรียกมันว่าด้านที่บิดเบี้ยวของจักรวาล” ในช่วงเวลาที่เหมาะสม วิธีการสังเกตแบบใหม่นี้อาจสามารถบันทึกเสียงก้องที่หลงเหลือของการสร้างนาโนวินาทีแรก โดยการรวบรวมคลื่นแรงโน้มถ่วงที่เหลือที่ปล่อยออกมาจากการกระแทกกาลอวกาศอันน่าสะพรึงกลัวของบิกแบงเอง

หลังจากเวลาผ่านไปนานกว่าสี่ทศวรรษและวุ่นวาย ในที่สุดไวส์ก็ได้เห็นความฝันในการทดลองของเขาเป็นจริง เขาเคยสิ้นหวังไหม? “ไม่” เขาพูดโดยไม่ลังเลในวันนี้ “เหตุผลที่คุณไม่ต้องกังวลกับผลลัพธ์สุดท้ายก็คือ: ปัญหานั้นน่าสนใจ คุณชอบคนที่คุณทำงานด้วย และมันสนุกที่ได้ทำ!” นักทดลองที่เคยเป็นนักทดลอง ไวส์ ซึ่งตอนนี้อายุ 83 ปี ยังคงเดินทางไปยังหอดูดาว พับแขนเสื้อขึ้นและตรวจสอบอุปกรณ์

เขาทำงานเกี่ยวกับแนวคิดแรกเริ่มในปี 1970 โดยมีเพื่อนร่วมงานและนักเรียนเพียงไม่กี่คน วันนี้ มีคนที่เกี่ยวข้องมากกว่า 1,000 คน — ผู้ทำงานร่วมกัน LIGO/VIRGO ในมหาวิทยาลัยและสถาบันต่างๆ ทั่วโลกที่พัฒนาทั้งทฤษฎีและเทคโนโลยี บาคาร่า / ลายสัก