تحلیل جدید امواج پلاسمونیک اسپین تکچر جفت مرون‌ها را در دنیای کوانتوم نشان می‌دهد
برای مدت‌ها، دانشمندان در تلاش بودند تا روش‌هایی برای مطالعه نوع خاصی از امواج نوری به نام امواج پلاسمونیک ابداع کنند. این امواج نوسانات الکترون هستند که در سطح فلزات حرکت می‌کنند، همان‌طور که امواج روی آب حرکت می‌کنند، زمانی که نور با فلز تعامل می‌کند.
امواج پلاسمونیک می‌توانند نور را در فضاهای بسیار کوچک متمرکز کنند و پلی بین نور و دنیای نانو ایجاد کنند. آن‌ها کاربردهای متعددی دارند، به عنوان مثال، با استفاده از این امواج، دانشمندان می‌توانند بیومولکول‌های کوچک را بررسی کنند، تغییرات میکروسکوپی در واکنش‌های بیولوژیکی و شیمیایی را تشخیص دهند، ابزارهای تصویربرداری پزشکی با وضوح بالا توسعه دهند، کارایی سلول خورشیدی را بهبود بخشند و عملکرد دستگاه‌های فوتونیک را افزایش دهند.
اکنون، مطالعه‌ای جدید تکنیکی جالب را برای بررسی امواج پلاسمونیک فاش کرده است. نویسندگان مطالعه ادعا می‌کنند که تکنیک آن‌ها احتمالاً دقیق‌ترین روش تحلیل امواج پلاسمونیک است که تاکنون توسعه یافته است.
ترکیب میکروسکوپی با لیزرها
به عنوان بخشی از این مطالعه، محققان بر روی پلاسمون پلیاریـتون‌ها تمرکز کردند، امواج خاصی که زمانی اتفاق می‌افتند که نور با الکترون‌ها در سطح فلز تعامل کند. این‌ها به عنوان امواج هیبریدی محسوب می‌شوند زیرا ترکیبی از نور (فوتون) و نوسانات الکترون (پلاسمون) هستند و با هم در سطح فلز حرکت می‌کنند.
دانشمندان از میکروسکوپی الکترونی زمان‌نگاری برای مطالعه پلاسمون پلیاریـتون‌ها استفاده کرده‌اند. این روش شامل استفاده از پالس‌های فوق‌کوتاه الکترون‌ها برای فریز کردن و مشاهده حرکت اتم‌ها و مولکول‌ها است.
نویسندگان مطالعه این روش را با لیزرهای چند قطبی ترکیب کردند، روشی که برای مطالعه خواص مواد با استفاده از چندین خطی پلاریزه لیزرهایی که بر روی یکدیگر قرار گرفته‌اند، بکار می‌رود. به گفته محققان، این روش دو در یک می‌تواند رفتار امواج پلاسمونیک را با دقت بالا و عمق زیادی نشان دهد.
آزمون روش برای مطالعه جفت مرون‌ها
سیستم‌های مغناطیسی و کوانتومی مختلف شامل الگوهای چرخشی کوچک به نام جفت مرون‌ها هستند. این الگوها یا اسپین تکچرها را می‌توان با استفاده از بردارهای میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی پلیاریـتون‌های پلاسمون سطحی بازسازی کرد.
نویسندگان مطالعه بسیاری از پالس‌های لیزری با تأخیر زمانی و با قطبش‌های متفاوت را جهت تعیین بردارهای مغناطیسی به کار گرفتند. آن‌ها با استفاده از روش خود، اسپین تکچر و ویژگی‌های توپولوژیک سیستم را با موفقیت بازسازی کردند.
علاوه بر این، این روش نگاهی به ثبات اسپین تکچر در طول آزمایش ارائه داد. چنین اطلاعاتی می‌تواند به عوامل حفظ یک ماده در سطح نانویی روشنایی بخشد.
هدف بعدی استفاده از این رویکرد برای مطالعه پلیاریـتون‌های پلاسمون پیچیده‌تر است. امیدواریم که این روش به بهبود درک ما از پدیده‌های نانویی کمک کند.
می‌توانید این مطالعه را در مجله فوتونیک پیشرفته بیابید.
