კვანტური ეფექტების შესწავლისთვის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი მოთხოვნაა, რომ ნაწილაკების მოძრაობას მოვაშოროთ მთელი თერმული ენერგია, ანუ გავაციოთ ისინი აბსოლუტურ ნულთან რაც შეიძლება ახლო ტემპერატურამდე. Physical Review Letters-ის ბოლო ნომერში გამოქვეყნდა ვენის უნივერსიტეტის და მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის (MIT) მკვლევარების სტატია სადაც აღწერილია ნანო-ნაწილაკების სინათლით გაგრილების ახალი ტექნოლოგია, რომელიც აქამდე მხოლოდ ბირთვებისთვის გამოიყენებოდა.

ცნობილია, რომ ფოკუსირებული ლაზერის სხივები შეიძლება გამოყენებული იქნას როგორც ოპტიკური პინცეტი რათა 'დაიჭირონ' (ანუ გააციონ) პატარა ნაწილაკები და მოახდინონ მათი მანიპულირება. ამ ტექნოლოგიის შემუშავებისთვის Arthur Ashkin-ს 2018 წელს ნობელის პრემია გადაეცა.

აქამდე ოპტიკური გაგრილების ექსპერიმენტები ძირითადად ტარდებოდა ატომებზე აირებსა და სითხეებში, თუმცა მნიშვნელოვანია ოპტიკური პინცეტების გამოყენების შესწავლა ვაკუუმში მოთავსებული უფრო მასიური ნაწილაკებისთვის. გაციების ტექნოლოგიის გაუმჯობესება ხდებოდა ან თვით ოპტიკური პინცეტების მოდულაციის ხარჯზე, ან იყენებდნენ დამატებით სინათლის ველს ძლიერად ამრეკლ სარკეებს შორის რომლებიც ქმნიდნენ ‘ოპტიკურ ორმოებს’. თუმცა მძლავრი ლაზერების საჭიროება და სინათლის ‘ხმაური’ ზღუდავდა მსგავსი მეთოდების განვითარებას. ახალი კვლევის მიხედვით კი დამატებითი სინათლის სხივი იბნევა თვით ოპტიკურ პინცეტეზე ცარიელი ოპტიკური ორმოს შიგნით. ნანო-ნაწილაკი ოპტიკურ პინცეტში დამატებით სინათლეს მიმოფანტავს მცირე არეში თითქმის იზოტროპულად. გაფანტული სინათლის ნაწილი შეიძლება დაგროვდეს (შეინახოს) ოპტიკურ ორმოში მხოლოდ გარკვეული ფერის (სიხშირის) სინათლისთვის, ან სხვაგვარად რომ ვთქვათ ფოტონების გარკვეული ენერგიისთვის. თუ ჩვენ ვიყენებთ ოპტიკურ პინცეტის სინათლეს ისეთი ფერით, რომლის ენერგიაც ცოტათი ჩამორჩება ფოტონის მოთხოვნილ ენერგიას, მაშინ ნანო-ნაწილაკები გასცემენ თავისი კინეტიკური ენერგიის ნაწილს, რათა მოხდეს ფოტონის გაბნევა ოპტიკურ ორმოში. კინეტიკური ენერგიის ეს დანაკარგი კი ეფექტურად აგრილებს ნანო-ნაწილაკების მოძრაობას.

გაგრილების ეს მეთოდი ადრე გამოყენებული იყო ატომებისთვის. ახალ კლევაში პირველად მოხდა ამ ტექნოლოგიის გამოყენება ნანო-ნაწილაკებისთვის და ასევე მათი გაგრილება მოძრაობის სამივე მიმართულებით.

გამოყენებული ლიტერატურა:
https://www.scien...130203.htm