Elektromagnetno zračenje visokih frekvencija, počev od ultraljubičastog, je teško proizvesti zbog toga što elektroni u materijalima ne reaguju dovoljno brzo na oscilacije elektromagnetnog polja viših frekvencija. Zbog toga, proizvodnja takvog zračenja se oslanja na jaka eksterna polja koja ubrzavaju elektrone visokih energija u uređajima kao što su sinhrotron i slobodno elektronski laser. Iako uspješan, ovaj pristup zahtijeva ogromne i skupe magnete ili lasere, i zato se realizuje na samo nekolicini posvećenih lokacija.

Sada, Nikolas Rivera i njegove kolege sa Masačusetskog Tehnološkog Instituta (MIT), Technion-a I Tehnološkog Univerziteta Nanyang u Singapuru, predložili su novi način generisanja visoko-frekventne svjetlosti koji ne zahtijeva jaka eksterna polja. U pitanju je interakcija relativističkog slobodnog elektrona sa nanomaterijalom, pri čemu je elektron udaljen par nanometara od površine materijala. Takozvane fluktuacije vakuuma – fenomen koji se javlja jer vakuum nije prazan prostor, već ima ne-nultu gustinu enegrije elektromagnetnog polja – uzrokuju da elektron spontano emituje foton visoke energije i polariton (kvazičestica koja je rezultat interakcije svjetlosti sa materijalom). “Čuveni efekti koji se javljaju usljed fluktuacija vakuuma su Kazimirove i Van der Valsove sile izmedju neutralih tijela, a zadnja od ovih objašnjava sposobnost guštera (engl. gecko) da hoda po plafonu”, dodaje Nikolas. Ove tzv. vakuumske sile su naročito jake u nanometarskoj blizini nanomaterijala, što je ovdje slučaj.

Rivera i kolege su simulirali ove efekte u optičkim materijalima kao što je grafen, tankim filmovima zlata i srebra, i silicijum karbidu. Izračunata emisija fotona je šireg opsega od sinhrotronog zračenja, u rasponu od mekog UV do tvrdog X-zračenja, objašnjava Ido Kaminer. Štaviše, tim je izračunao da je ukupna emitovana snaga uporediva sa snagom koju elektroni iste enegrije emituju kao sinhrotrono zračenje, indukovano magnetnim poljem od 1 T – nevjerovatna teorijska predikcija.

Ako se potvrdi eksperimentalno, ovaj mehanizam će značajno doprinijeti razvoju novih, kompaktnih  izvora visoko-frekventnog zračenja koje igra veliku ulogu u današnjoj fizici.

Više detalja o ovom istraživanju se nalazi u Nature Physics, gdje tim takođe daje predloge za proučavanje efekta u laboratoriji.

Objavljeno na physicsworld.com od istog autora.

Arso Ivanović

https://naucnenovosti.me/wp-content/uploads/2019/11/nkj.pnghttps://naucnenovosti.me/wp-content/uploads/2019/11/nkj-150x150.pngadminFizikaTehnologijaElektromagnetno zračenje,elektroni,elektronski laser,oscilacije,sinhrotronElektromagnetno zračenje visokih frekvencija, počev od ultraljubičastog, je teško proizvesti zbog toga što elektroni u materijalima ne reaguju dovoljno brzo na oscilacije elektromagnetnog polja viših frekvencija. Zbog toga, proizvodnja takvog zračenja se oslanja na jaka eksterna polja koja ubrzavaju elektrone visokih energija u uređajima kao što su sinhrotron i...Naučne Novosti