Świetlna fala uderzeniowa w grafenie

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Gdy samolot zaczyna poruszać się szybciej od dźwięku, powstaje fala uderzeniowa, tzw. grom dźwiękowy. Teraz grupa naukowców m.in. z MIT przewidziała istnienie podobnego efektu, ale z wykorzystaniem światła poruszającego się w grafenie.
Historia intrygującego odkrycia rozpoczęła się od postrzeżenia, że gdy światło trafia do grafenu jest w nim kilkusetkrotnie spowalniane. Uczonych zaintrygował fakt, że prędkość światła w grafenie jest podobna do prędkości elektronów poruszających się w tym materiale. Grafen ma możliwość przechwycenia światła w postaci tzw. plazmonów powierzchniowych - mówi główny autor artykułu opisującego odkrycie, Ido Kaminer. Głównymi autorami badań są profesorowie Marin Soljacic i Johan Joannopoulos oraz sześciu innych naukowców z Izraela, Chorwacji i Singapuru.

Plazmony powierzchniowe to wirtualne cząstki będące w rzeczywistości oscylacjami elektronów na powierzchni. Gdy zaś przez grafen przepuścimy prąd elektryczny, to elektrony poruszają się w tym materiale bardzo szybko, do 1000 km/s, czyli 300-krotnie wolniej niż prędkość światła w próżni. Obie prędkości - kilkusetkrotnie spowolnionego światła oraz szybkich elektronów - są do siebie zbliżone. Naukowcy doszli do wniosku, że pomiędzy plazmonami powierzchniowymi a elektronami mogłoby dojść do interakcji, jeśli udałoby się dopasować materiał tak, by miały w nim identyczną prędkość. Wykorzystując teoretyczne analizy uczeni wykazali, że możliwe jest uzyskanie w grafenie świetlnego odpowiednika gromu dźwiękowego, a to z kolei prowadzi do nowej metody uzyskiwania światła. Zjawisko takie jest możliwe, gdyż prędkość elektronów w grafenie zbliża się do prędkości światła i przełamuje barierę tej prędkości. W przypadku grafenu prowadzi to do zamkniętej w dwuwymiarowej przestrzeni świetlnej fali uderzeniowej - mówi profesor Soljacic. Naukowcy zauważają, że dochodzi tu do wykorzystania promieniowania Czerenkowa, czyli promieniowania elektromagnetycznego, które jest emitowane, gdy naładowana cząstka porusza się z prędkością większą od fazowej prędkości światła w danym ośrodku.

Obecnie potrafimy generować światło na wiele sposobów. Praktyczne wykorzystanie promieniowania Czerenkowa w grafenie byłoby w niektórych zastosowaniach znacznie bardziej efektywne, dawałoby lepszą kontrolę i elastyczność od obecnie wykorzystywanych technik. Nowe odkrycie mogłoby przydać się np. przy budowie komputerów optycznych. Naukowcy, pracujący nad takimi urządzeniami, zmagają się z problemem rozpraszania się światła. W dwuwymiarowym grafenie w odpowiednich warunach można by zapobiec temu niekorzystnemu zjawisku.

« powrót do artykułu

[Gość Astro]

 

 

Gdy samolot zaczyna poruszać się szybciej od dźwięku, powstaje fala uderzeniowa, tzw. grom dźwiękowy. Teraz grupa naukowców m.in. z MIT przewidziała istnienie podobnego efektu, ale z wykorzystaniem światła poruszającego się w grafenie.

 

Dobrze, że dalsza część artykułu wyjaśnia więcej, bo po dwu pierwszych zdaniach wbiło mnie w przekonaniu, że ponownie odkryto promieniowanie Czerenkowa.

[thikim 119]

Też się nad tym zastanawiałem.

 

 

Praktyczne wykorzystanie promieniowania Czerenkowa w grafenie byłoby w niektórych zastosowaniach znacznie bardziej efektywne

[Gość Astro]

Można by jeszcze o "przełamywaniu barier", które nie istnieją:

 

 

prędkość elektronów w grafenie zbliża się do prędkości światła i przełamuje barierę tej prędkości

(chodzi mi oczywiście o odczucia pilota myśliwca, który "przełamuje" "barierę dźwięku". )

 

P.S. Tak naprawdę chciałem skorygować swój błąd w poprzednim poście. Nie "dwu", a "dwóch".

[Qion 11]

Wykorzystując teoretyczne analizy uczeni wykazali, że możliwe jest uzyskanie w grafenie świetlnego odpowiednika gromu dźwiękowego, a to z kolei prowadzi do nowej metody uzyskiwania światła. Zjawisko takie jest możliwe, gdyż prędkość elektronów w grafenie zbliża się do prędkości światła i przełamuje barierę tej prędkości. 

 

Oczywiście nie chodzi o przekroczenie przez elektrony prędkości światła w próżni, lecz prędkości fazowej z jaką światło porusza się w grafenie.

Edytowane 21 czerwca 2016 przez pogo
Zgodnie z ustaleniami z Qionem, kasuję "hydrino" z tego postu, bo nie ma nic wspólnego ze światłem w grafenie.

[thikim 119]

Jak to możliwe że pojawiło się hydrino? Ja odpadam. Ale są tacy co chętnie o hydrino w każdym temacie z Tobą pogadają.

[Qion 11]

Prędkość dryftu elektronu w grafenie jest największa wśród wszystkich znanych materiałów. Biorąc pod uwagę nadprzewodniki przepływ prądu odbywa się na innej zasadzie. Nośnikiem prądu jest tam kondensat, a nieznaczny dryft elektronu nie odgrywa większej roli.

 

http://physics.stackexchange.com/questions/36053/relativisticdriftvelocityofelectronsinasuperconductor

[Qion 11]

Jak to możliwe że pojawiło się hydrino? Ja odpadam.

 

Może jeszcze nie hydrino , ale zaobserwowano dziwne zachowanie atomów wodoru domieszkowanych nad warstwą grafenu. Strukturę taką naukowcy nazywają grafanem. Okazuje się, że niemagnetyczny grafen dzięki atomom wodoru uzyskuje właściwości silnie ferromagnetyczne, a jego pole może oddziaływać na duże odległości. Wykorzystując ostrze do badań mikroskopem STM można dokładnie ukierunkować pole pochodzące od atomów wodoru. Stwierdzono jednak, że moment magnetyczny powstaje w strukturze węglowej, a nie w samym atomie wodoru.  

 

http://phys.org/news/2016-04-hydrogen-atoms-graphene-yield-magnetic.html

 

Link się nie otwiera. Można go wyszukać w google hasłem:  hydrogen-atoms-graphene-yield-magnetic

Edytowane 23 czerwca 2016 przez wilk
Skorygowałem link.

[pogo 102]

Jakbyś mocniej poszukał to było o tym kilka lat temu na KW
Choć po tym czasie nie pamiętam już większości szczegółów...

[Qion 11]

Nie chodziło wówczas o atomy wodoru, lecz brakujące struktury atomów w siatce grafenu, wokół których zaobserwowano powstanie momentu magnetycznego. Pisano też o tym na phys.org

 

http://phys.org/news/2011-04-scientists-magnetic-graphene-discovery.html

 

Odkrycie właściwości magnetycznych wodoru w grafenie opisano po raz pierwszy kilka tygodni temu na tej samej stronie. Wodór sprawia, że pole jest stosunkowo silne .