Свет научились фокусировать в "солнечном зайчике" в миллиардную долю метра

Исследователи из Великобритании и Испании создали самое маленькое в истории "увеличительное стекло", которое в перспективе поможет синтезировать ранее недоступные химические соединения. Соответствующая статья опубликована в журнале Science.

Как известно, микроскоп не может разглядеть объекты, меньшие, чем длина волны света. Если направить такую волну на меньший предмет (атом), волна просто обогнёт его, не отразившись. По тем же причинам сфокусировать свет на пятне меньше длины световой волны также нельзя (или, по крайней мере, так считалось раньше).

В новой работе учёные использовали золотые наночастицы, чтобы сделать оптический резонатор крайне малых размеров, способный фокусировать свет в пределах пространства, равного миллиардной доле метра. Внутри него так мало места, что там можно надёжно удерживать даже отдельные атомы.

Чтобы создать такую наноструктуру с точно заданными параметрами, образцы перед обработкой пришлось охладить до -260 градусов по Цельсию, что снизило тепловые вибрации атомов. Затем поверхность, покрытую золотом, обстреляли лазерным излучением с короткой длиной волны, создав на ней ряд неровностей. С теоретической точки зрения, в экспериментальной системе небольшие наноструктуры, по размерам близкие к атому, работают как громоотводы, но только вместо электричества "собирают" на себе свет.

Предполагается, что создание такого маленького оптического резонатора поможет в проведении совершенно новых химических реакций фотокаталитического типа. В них свет выступает толчком, способным заставить взаимодействовать даже такие атомы, которые в нормальных условиях не могут образовать единую молекулу. В более отдалённой перспективе на такой основе могут быть созданы и оптомеханические накопители данных крайне высокой плотности.