آشوب در حرکت سیالات

تصویر زیبای زیر نمایی از شبیه سازی عددی حرکت سیالات با چگالی های مختلف را نشان میدهد که در موسسه تکنولوژی کالیفرنیا آمریکا بدست آمده است. رنگ های روشنتر نمایانگر ماده با چگالی بیشتر هستند.

ماده جدید فوق سیاه

دانشمندان ناسا بتازگی موفق به تولید ماده شده اند که میتواند 99 درصد نور را در طول موج های فرابنفش، مرئی، فروسرخ و فروسرخ دور جذب کند. این قابلیت جذب در چندین محدوده طول موجی باعث میشود که ماده ذکر شده تبدیل به یک ماده فوق سیاه گردد که در حال حاضر کاربردهایی در فناوری فضایی برای آن پیش بینی شده است.

در تصویر بالا ساختار سطحی این ماده نشان داده شده و بطور عمدی قسمتی از پوشش رویه آن برداشته شده است. با کمی دقت میتوان نانولوله های کربنی که بطور عمودی قرار گرفته اند را مشاهده نمود.

ممنوعیت تابش

از آنجا که چگالی حالات را میتوان در بلورهای فوتونی کنترل کرد، دانشمندان مختلفی برای یافتن کابردهای احتمالی این نوع ساختارها فعال هستند. از میان زمینه های مورد علاقه استفاده بلورهای فوتونی میتوان به مهندسی نور آهسته، حالات مقید فوتون-اتم، و اثرات دیگر QED کاواکی اشاره کرد.

گسیل خودبخودی را نیز میتوان در بلورهای فوتونی ممنوع کرد که این میتواند ابزاری برای کنترل گذارهای تابشی باشد و در نتیجه توسعه نسل جدید از LEDهای نیمه رسانا و پیل های خورشیدی را آغاز کند.

ممنوع کردن گسیل خودبخودی در بلورهای فوتونی احتیاج به یک گاف نوری سه بعدی دارد که در این گاف نوری بازه ی گسترده ای از فرکانس های نور اجازه داشتن هیچ حالتی را ندارند؛ یعنی چگالی حالات برای آنها خیلی ناچیز میشود. بدین ترتیب، اتم های برانگیخته نمیتوانند گسیل خودبخودی خود را در هیچ جهتی منتشر کنند. بلورهایی با ساختار الماسی بهترین گزینه برای ساخت چنین ساختارهایی هستند زیرا گاف نوری بزرگی را فراهم می آورند.

یک از دانشمندان دانشگاه تونت هلند در سوم نوامبر 2011، ساختاری سیلیکونی با گاف سه بعدی را توصیف کرده که میتواند گسیل خودبخودی حاصل از نقطه کوانتومی داخلش را حذف کند. پس از ساختن این ساختار و با انجام آزمایش های اپتیکی، مشخص شد که ساختار بلورفوتونی توانسته است تا 10 برابر نور نقطه کوانتومی را کاهش دهد. این اثر وابستگی شدیدی به محل قرار گیری نقطه کوانتومی در داخل ساختار بلورفوتونی دارد.

منبع