מזה מאות בשנים שמדענים סברו כי אור, בדומה לכל סוגי הגלים האחרים, לא ניתן למיקוד לגודל הקטן מאורך הגל שלו, קצת פחות ממיליונית המטר. כעת, חוקרים הצליחו ליצור את זכוכית המגדלת הזעירה ביותר המסוגלת למקד אור לשיעור הקטן פי מיליארד, עד לרמה של אטומים פרטניים.
[תרגום מאת ד”ר נחמני משה]
מזה מאות בשנים שמדענים סברו כי אור, בדומה לכל סוגי הגלים האחרים, לא ניתן למיקוד לגודל הקטן מאורך הגל שלו, קצת פחות ממיליונית המטר. כעת, חוקרים הצליחו ליצור את זכוכית המגדלת הזעירה ביותר המסוגלת למקד אור לשיעור הקטן פי מיליארד, עד לרמה של אטומים פרטניים.
החוקרים השתמשו בננו-חלקיקי זהב בעלי מוליכות גבוהה במיוחד על מנת ליצור את החריר האופטי הקטן ביותר בעולם, כה זעיר עד כי רק מולקולה אחת יכולה להיכנס לתוכו. החריר – המכונה בשם ‘פיקו-חריר’ – מורכב מבליטה בתוך ננו-מבנה זהב בגודל של אטום יחיד, ומאפשר תיחום של קרני אור לכדי שיעור של מיליארדית המטר. הממצאים, שפורסמו בכתב העת המדעי היוקרתי Science, פותחים צוהר למחקרים חדשים בתחום יחסי הגומלין שבין אור וחומר, כולל האפשרות לאלץ מולקולות שונות הנמצאות בתוך החריר לעבור סוגים חדשים של תגובות כימיות, מצב שיוכל לאפשר פיתוח של גלאים חדשניים.
לדברי החוקרים, הבנייה של ננו-מבנים המאפשרים בקרה על אטום פרטני הייתה משימה מאתגרת במיוחד. “היינו צריכים להקפיא את הדגימות שלנו לטמפרטורה של מינוס 260 מעלות צלזיוס בכדי להאט את אטומי הזהב התזזיתיים”, אמר החוקר הראשי. החוקרים הקרינו אלומת לייזר על גבי דגימה לשם בניית הפיקו-חרירים, מה שאפשר לחוקרים לצפות בתנועתו של אטום פרטני בזמן אמת. “המודלים שלנו מציעים כי אטומים פרטניים המתבלטים מעל פני השטח עשויים לתפקד בדומה לכליאי ברק זעירים במיוחד, כאלו הממקדים אור במקום חשמל”, מסביר אחד מהחוקרים. “אפילו אטומי זהב פרטניים מתנהגים כמו מסבים כדוריים מתכתיים זעירים במסגרת הניסויים שלנו, כאשר אלקטרוני המוליכות נעים מסביב, מצב שונה מאוד מהתנהגותם הקוונטית הרגילה שם הם נמצאים מסביב לגרעינים בלבד”, אמר אחד מהחוקרים.
הממצאים הם בעלי פוטנציאל ליצור תחום חדש לחלוטין של תגובות כימיות המזורזות על ידי קרינת אור, תחום שיאפשר לבנות מולקולות מורכבות מחלקים קטנים יותר. בנוסף, אחד מהיישומים האפשריים יוכל להיות בתחום של התקנים אופטו-מכאניים חדשניים לאחסון נתונים, שיאפשרו כתיבה וקריאה של מידע המאוחסן בצורת תנודות מולקולאריות בעזרת שימוש באלומות אור.
