کشف چگونگی برانگیخته شدن الکترون‌ها در فلز توسط نور
قرار گرفتن در مقابل آیینه یک پدیده ساده و روزمره است، اما این پدیده در عین سادگی، بسیار پیچیده بوده و مکانیک کوانتومی در پس آن همچنان ناشناخته باقی مانده است.
زمانیکه نور از آینه بازتابیده می‌شود، الکترون‌های آزاد آینه را لرزانده و درنتیجه الکترون‌ها شتابدار می‌شوند؛ شتاب ناشی از الکترون‌ها باعث ایجاد یک کپی تقریبا کامل از نور تابشی می‌شود که انعکاس را ایجاد می‌کند.
حالت اکسیتون (exciton state) نقش مهمی در این پدیده و پدیده‌های دیگر مانند فتوسنتز و ارتباطات نوری ایفا می‌کند؛ اما نشان دادن عملکرد آن بسیار دشوار است، چراکه طول عمر آنها بسیار کوتاه بوده و نهایتا 100 اتوثانیه بطول می‌انجامد.
محققان آمریکایی برای نخستین‌بار دریافتند، سطح الکترون‌های بلور نقره قادر به حفظ حالت اکسیتونی 100 برابر طولانی‌تر از فلز توده است که امکان مشاهده برانگیختگی الکترون‌ها توسط نور را با روش طیف‌سنجی منسجم جدید فراهم می‌کند.
این کشف، پاسخ اولیه اکسیتون از مواد جامد را نشان می‌دهد که اجازه کنترل کوانتومی الکترون‌ها در فلز، نیمه رساناها و مواد آلی را فراهم می‌کند. حالت اکسیتون در فلزات می‌تواند سرنخ‌های جدیدی از چگونگی تبدیل نور به انرژی الکتریکی و شیمیایی در سلول‌های خورشیدی و گیاهان ارائه کند.
نتایج این مطالعه همچنین می‌تواند به کشف راه‌های جدید برای تغییر عملکرد فلزات به منظور توسعه عناصر فعال برای فناوری‌هایی مانند ارتباطات نوری، از طریق کنترل انعکاس نور از فلز کمک کند.
نتایج این مطالعه در مجله Nature Physics منتشر شد.
No tags for this post.
