کوی دانش - kooy

پرتوهای نوری چرخشی، طرح های پیچیده ای می آفرینند

پرتوهای نوری چرخشی، طرح های پیچیده ای می آفرینند
24 اردیبهشت
12:45 1394
در تصویر بالا، مارپیچ های لگاریتمی دیده می شوند، طرح هایی که با بهره گیری از پرتوهای نوری ایجاد شده اند.

پرتوهای نوری که به صورت مارپیچ هایی پلاریزه می شوند، توسط دانشمندانی در بریتانیا به کار گرفته شده اند تا بر روی سطح مواد طرح هایی ایجاد کنند. این نخستین بار است که این "مارپیچ های لگاریتمی" در آزمایشگاه تولید شده اند. پژوهشگران بر این باور هستند که می توانند به اندازه حرکت منظمی که نور دارد، بینش خوبی پیدا کنند. به صورتی عملی تر، این مارپیچ ها را می توان برای کاربردهایی از قبیل تصویربرداری و ذخیره دیتا استفاده کرد.

پلاریزاسیون نور، رابطه ای را شرح می دهد که بین راستای حرکت نور و راستای نوسان میدان الکتریکیِ نور وجود دارد. پلاریزاسیون خطی، نوسان میدان الکتریکی را در یک راستای ثابت به کار می گیرد و این راستایی است که با انتشار نور، زاویه مناسبی دارد. درحالی که پلاریزاسیون دایره ای، راستایی را با میدان الکتریکی دخیل می کند که حول راستای انتشار می چرخد. پلاریزاسیون می تواند پیچیده تر نیز باشد. در پرتویی که به صورت شعاعی پلاریزه شده است، میدان الکتریکی در هر نقطه از پرتوی نور، در راستای خطی است که از مرکز پرتو تا لبه آن امتداد دارد. در پرتویی که به صورت آزیموت (زاویه دیده شدن شیء نسبت به افق) پلاریزه شده است، میدان الکتریکی در زاویه های درستی نسبت به این خطوط قرار دارد، بنابر این دایره های هم مرکزی را تشکیل می دهد.

در پژوهشی که به تازگی انجام شده است، Walter Perrie از دانشگاه لیورپول و همکارانش، یک پرتوی لیزر را که به صورت خطی پلاریزه شده بود، از نوع خاصی از صفحه با ساختار نانو عبور داد. این کار سبب شد یا پرتویی به دست آید که در بردار شعاعی پلاریزه شده بود و یا اگر تا 90 درجه چرخانده شود، پرتویی به دست آید که در راستای آزیموت پلاریزه شده است. اعضای تیم، صفحه را در زاویه متوسطی قرار دادند تا دو حالت بر هم منطبق شوند. پرتوی به دست آمده، یک مارپیچ لگاریتمی است که نخستین با توسط Descartes توصیف شد و شبیه به شکل کهکشان های مارپیچی می باشد. پژوهشگران با تغییر جهت صفحه می توانند ویژگی های نوری را که به صورت شعاعی و آزیموت پلاریزه شده است، کنترل کنند، بنابر این خمیدگی و نیز راست دست بودن و یا چپ دست بودن مارپیچ را تغییر دهند. این ویژگی ها قبلاً پیش بینی شده بود ولی کسی آن را مشاهده نکرده بود.

شیارهای کوچک

سپس پژوهشگران، پرتوهای نور را بر روی یک سطح فولادی متمرکز کردند. توسط فرآیندی که ساختار پلاسمون (1) لیزری سطح نامیده می شود، میدان های مغناطیسی در پرتو، شیارهای ریزی را در سطح فلز ایجاد کردند. شیارها در زاویه درستی نسبت به میدان های موضعی قرار دارند و بنابراین میدان های شعاعی محض، شیارهای آزیموتی را ایجاد می کنند، میدان های آزیموتی محض، شیارهای شعاعی تولید می کنند و میدان های مارپیچی لگاریتمی، شیارهای مارپیچی لگاریتمی ایجاد می کنند. تیم مربوطه بر این باور است که این توانایی برای تولید شیارها، با فاصله گذاری قابل مقایسه با طول موج نور، می تواند برای رمزگذاری اطلاعات سودمند باشد.

این تیم، از فرآیند مربوطه برای بررسی فیزیکِ نور نیز استفاده کرد. محققان قصد داشتند این موضوع را بررسی کنند که هنگام افزودن اندازه حرکت زاویه ای مداری به پرتوی نور، چه اتفاقی رخ می دهد. در این فرآیند، جبهه موج نور دخالت داده می شود که حول محور انتشار می چرخد. در شرایط نرمال، شدت یک پرتوی پلاریزه شده از نوع شعاعی یا آزیموتی، در مرکز آن صفر است، پس مرکز سطح ساختار یافته با پلاسمون، نشانه گذاری نخواهد شد. ولی افزودن اندازه ی حرکت زاویه ای که منجر به شدت نور در مرکز پرتو و ساختارهای دوره ای می شود، در مرکز مارپیچ کم تر می شود. چرخش آشکار میدان مربوط به بردار نیز مشاهده شد. اعضاء تیم می گویند که این موضوع، وجود اندازه حرکت زاویه ای چرخش را مطرح می سازد که توسط نور پلاریزه شده مدور حمل می شود. در واقع مشاهده، این موضوع را مطرح می کند که بخشی از اندازه حرکت زاویه ای مداری مربوط به پرتو، به اندازه حرکت زاویه ای چرخشی تبدیل شده است.

زیبایی فوتون ها

یکی از پژوهشگران دانشگاه MIT می گوید: «من تصور می کنم این یک گام تجربی مهم است که می توان با کمک آن، زیبایی فوتون هایی را شرح داد که سری هایی از طرح های چرخشی در فضا را دنبال می کنند». او می افزاید: «من حس می کنم که شاید این مشاهده تجربی، کاربردهای نوینی را در مقطع عرضی اپتیکی سرعت بالا و سایر موارد ممکن سازد».

(1) پلاسمون: یک کوانتوم یا شبه ذره مرتبط با نوسانِ موضعیِ چگالی بار است.

کلمات کلیدی

اشتراک

درباره نویسنده

ابراهیم یگانه

ابراهیم یگانه

با درودهای گرم به همه.

 

*  تحصيلات: لیسانس الكترونيك

*  تاریخ تولد: 1342

*  سابقه کار ترجمه (به جز سایت کوی دانش): همکاری با دارالترجمه ها، شرکت ها و اعضاء هیئت علمی دانشگاه ها و دانشجویان مقاطع تحصیلی مختلف، ترجمه چندین سایت (سایت آمریکایی سرطان، ...)

*  پیشینه شغلی در سایر زمینه ها: مهندس بازنشسته ایران خودرو با تجربه علمی و عملی در زمینه بهینه سازی مصرف انرژی (برق، آب، گاز، هوای فشرده) در صنایع و در محیط های خانگی.

شما اولین نفری باشید که برای این خبر نظر میدهد
تصویر امنیتی



عبارت در تصویر را وارد کنید


محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

دانشمندان روشی را توسعه داده اند که توسط آن موادی که عموماً در صنایع هوایی و ماهواره ها استفاده می شوند می توانند به خودترمیمیِ شکستها و خش های خود در دمای زیر انجماد بپردازند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

چگونه می توان انرژی خورشیدی را برای استفاده در زمانی که تابش خورشید وجود ندارد ذخیره کرد؟ یک راه حل تبدیل انرژی خورشیدی به هیدروژن توسط الکترولیز آب است. این ایده به این صورت است که از الکتریسیته ای که توسط انرژی خورشیدی (پنلهای خورشیدی) بدست می آید برای تجزیه ملوکولهای آب به اکسیژن و هیدروژن استفاده شود. سپس هیدروژن خالص را می توان بعنوان منبع انرژی الکتریسیته ویا یک منبع سوختی استفاده کرد. اما دقیقاً همینجاست که موضوع پیچیده می شود. حتی با وجود فناوری های مختلفِ تولید هیدروژن و نتایج نوید بخش آزمایشگاهی، هنوز این روش بسیار ناپایدار و گران است و صرفاً برای استفاده های بزرگ تجاری دارای صرفه است. حال، رویکرد جدیدی توسط محققانِ سوئیسی عرضه شده است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
تولید سوخت از دی اکسید کربن

تولید سوخت از دی اکسید کربن

در مطالعه ای جدید که توسط دپارتمان انرژی آرگونه از لابراتوار ملی آمریکا و دانشگاه ایلینویز در شیکاگو انجام شد، محققان موفق به یافتن راهی شدند تا با کمک نور آفتاب، دی اکسید کربن را به یک منبع قابل استفاده انرژی تبدیل کنند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

اگر از زمره عاشقان قهوه هستید و در عین حال قارچ هم از چاشنی های همیشگی غذاهای شماست احتمالاً از همین الان تصمیم قطعی برای خرید این دستگاه را خواهید گرفت. این دستگاه جالب توسط آدریان پرز طراح بارسایی طراحی و تولید شده است. دستگاه های قهوه جوش صرفاً دو دهم درصد از قهوه را تبدیل به نوشیدنی می کنند و مابقی بصورت تفاله دور ریخته می شود. گرچه استفاده از تفاله قهوه بعنوان بستری برای پرورش قارچ موضوع جدیدی نیست ولی در پشت دستگاهی که در ادامه بررسی می کنیم تفکر خلاقانه ای وجود دارد. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پهپادها بزودی قادر خواهند بود همانند یک پرنده ویا یک حشره بالدار تصاویر محیط را دریافت کرده، پردازش نمایند و بدون نیاز به دخالت نیروی انسانی، رادار وحتی هدایت GPS ماهواره ای راه خود را بیابند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
نگاهی به قلعه بزرگ روسی در آسمان

نگاهی به قلعه بزرگ روسی در آسمان

در دهه 1930 ارتش شوروی در فکر ساخت پرنده های بسیار بزرگ بود. در آن زمان موتور جت هنوز اختراع نشده بود و الگوی استفاده شده در این نوع طراحی ها بالا بردن تعداد ملخ های هواپیما بود. از آن زمان تصاویر زیادی در دست نیست زیرا این دست پروژه ها تحت طبقه بندی های بالای امنیتی قرار داشتند.با کوی دانش همراه شوید تا در ادامه تصاویری از یکی از این هیولاهای آسمانی را مشاهده کنید...

مطالعه متن کامل
مهندسان مؤسسه فناوری ماساچوست، ربات های زیر آبی را به تواناییهای "شناختی" مجهز می کنند

مهندسان مؤسسه فناوری ماساچوست، ربات های زیر آبی را به تواناییهای "شناختی" مجهز می کنند

طی دهه اخیر، ربات های زیر آبی مختلفی برای نقشه برداری و نظارت بر نواحی مختلف اقیانوس ها با هدف پیگیری وضعیت سلامت شیلات و تحقیق درباره زیست بوم ها و گونه های دریایی، توسط دانشمندان به اعماق دریاها اعزام شده که با گذشت زمان به قابلیتهای بیشتری مجهز می شوند. این ربات ها به طور کلی در انجام وظایف خاصِ سطح پایین که از طرف مهندسان برای آنها تعیین می شود (که کار وقت گیر و خسته کنند ای برای مهندسان است)، به خوبی جواب می دهند.

مطالعه متن کامل
دیسک های شیشه ای 5 بعدی می توانند داده ها را تا ابد در خود ذخیره سازند

دیسک های شیشه ای 5 بعدی می توانند داده ها را تا ابد در خود ذخیره سازند

همه مطالبی که در مورد ذخیره داده تا امروز شنیده بودید را یک گوشه بگذارید، زیرا به تازگی اختراعی راهگشا از سوی تیمی تحقیقاتی در مرکز تحقیقات اوپتوالکترونیک (ORC) دانشگاه ساوت همپتون عرضه شده است که تمام معادلات را در این عرصه تغییر خواهد داد.

مطالعه متن کامل
نکته سلامتی: نمی توانید بخوابید؟

نکته سلامتی: نمی توانید بخوابید؟

گاهی اوقات انسان به سختی به خواب می رود. ثابت شده است که برخی رفتارها این شرایط را تشدید می کند. در ادامه برخی از این رفتارها را با هم مرور می کنیم. با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
MIA design studio با ارائه طرح اسپای نامان، آرامش گرمسیری را در ویتنام متجلی می سازد

MIA design studio با ارائه طرح اسپای نامان، آرامش گرمسیری را در ویتنام متجلی می سازد

شرکت معماری ویتنامی MIA design studio، واحه ای از آرامش گرمسیری را در اسپای نامان در دا نانگ کشور ویتنام خلق کرده است. اسپای یادشده هم از نظر فضاهای داخلی و هم بیرونی در گیاهان فروهشته، باغ های معلق و دیوارهای سبز غرق شده است.

مطالعه متن کامل