فناوری شبیه لامپ ادیسون نوری پیچیده و ۱۰۰ برابر روشن‌تر از قبل تولید می‌کند
تحقیقات جدید از پژوهشگران دانشگاه میشیگان (UMich) نوری پیچیده را معرفی می‌کند که شبیه به یک لامپ رشته‌ای معمولی به نظر می‌رسد اما نوری پیچیده تولید می‌کند که به عنوان نور بیضوی قطبی‌شده شناخته می‌شود.
لامپ‌های رشته‌ای و دیگر منابع نور معمولاً نور خطی قطبی (زمانی که امواج نور در یک صفحه لرزش دارند) یا نور غیرفعال (وقتی امواج نور در تمام جهات به طور همزمان لرزش دارند) منتشر می‌کنند.
با این حال، برای ساخت سیستم‌های بینایی برای ربات‌ها یا وسایل نقلیه خودران، فناوری نور پیچیده یک نیاز مهم است. به این دلیل که این فناوری به آنها اجازه می‌دهد رنگ‌ها، بافت‌ها، سطوح و جهات را تفکیک کنند.
“این یافته‌ها، به عنوان مثال، می‌تواند برای خودروی خودران مهم باشد که تفاوت بین یک گوزن و یک انسان را تشخیص دهد، که نور با طول موج‌های مشابه اما هلیسته مختلف منتشر می‌کنند زیرا موهای گوزن پیچیدگی متفاوتی از پارچه ما دارد،” نیکلاس کوتوف، یکی از نویسندگان پژوهش و متخصص در مهندسی شیمی در UMich، گفت .
علم ایجاد نور بیضوی قطبی‌شده
به گفته پژوهشگران، نور پیچیده با استفاده از همان فناوری ۱۰۰ ساله لامپ ادیسون (لامپ رشته‌ای) قابل تولید است.
“ما به تدریج دریافتیم که در واقع روش بسیار کهنی برای تولید این فوتون‌ها داریم؛ بدون وابستگی به ایجاد تحریکات فوتونی و الکترونی، بلکه شبیه به لامپی که ادیسون توسعه داده،” گفت جون لو، نویسنده اول پژوهش و محقق پسادکتری در UMich.
قوانین بنیادی فیزیک پیشنهاد می‌دهند که همه اجسام (شامل شما و گربه‌تان) که دمای بدنی بالاتر از دمای صفر مطلق دارند (مثلاً >-۲۷۳.۱۵°C یا -۴۵۹.۶۷°F) فوتون‌ها را منتشر می‌کنند.
اما برخی اجسام همان تعداد فوتونی را که در دمای معین منتشر می‌کنند جذب می‌کنند، و این پدیده به عنوان تابش جسم سیاه شناخته می‌شود.
در طول مطالعاتشان، تیم UMich سیم‌های تنگستن و نانو‌لوله‌های کربن را پیچاندند تا یک انتشار‌دهنده نور منحصر به فرد ایجاد کنند. نکته مهمی که باید به آن توجه کرد این است که طول هر پیچیدگی با طول موج نور منتشر شده مطابقت دارد.
این منجر به ایجاد نوری پیچیده شد که شبیه به نوری بود که یک جسم سیاه پیچیده تولید می‌کرد. چیزی که حتی جالب تر است این است که یک جسم سیاه به طور معمول نور غیرقطبی‌شده منتشر می‌کند، اما در این مورد، انتشار‌دهنده پیچیده نور بیضوی قطبی‌شده تولید می‌کند.
“پیشرفت‌ها در فیزیک تابش جسم سیاه توسط نانوساختارهای کایرال در این مطالعه محوری است. چنین انتشار‌دهنده‌هایی در همه جا اطراف ما هستند،” کوتوف گفت.
نه فقط پیچیده بلکه روشن نیز است
دانشمندان قبلاً هم تلاش کرده‌اند نور پیچیده تولید کنند، اما این اولین بار است که نوری پیچیده با این میزان روشنایی تولید شده است. لو و تیمش ادعا می‌کنند که دستگاه آنها نور بیضوی قطبی‌شده را ۱۰۰ بار روشن‌تر از روش‌های کشف شده قبلی منتشر می‌کند.
علاوه بر این، "در حالی که روشنایی مزیت اصلی این روش برای ایجاد نور پیچیده است، که تا ۱۰۰ برابر روشن‌تر از روش‌های دیگر است، این نور شامل طیف گسترده‌ای از هم طول موج‌ها و هم پیچیدگی‌هاست،" تیم UMich افزودند.
آنها باور دارند که در آینده، فناوری نور پیچیده آنها ممکن است به ربات‌ها و وسایل نقلیه خودکار برای داشتن دیده شبیه به میگوهای دریایی کمک کند، جانداری که به دلیل توانایی در دیدن طیف گسترده‌ای از نور UV و مادون قرمز و شناسایی پیچیدگی‌ها و الگوها شناخته شده است.
این مطالعه در مجله Science منتشر شده است.
