قد يبدو الفرق بين المادة والضوء بسيطًا وواضحًا، لكن في حالات معينة قد تحجبه العلاقة بين الاثنين والعلاقات المتبادلة بينهما إلى حد كبير. قد تحدث مثل هذه المواقف في هوائي معدني نانومتري، يهدف إلى استقبال الضوء في الأطوال الموجية للضوء المرئي للعين البشرية. قام البروفيسور جلعاد هاران من قسم الفيزياء الكيميائية والبيولوجية، وأعضاء مجموعته، ببناء مثل هذا الهوائي - وهو نوع من "قمعين" يشيران إلى طرفيهما الضيقين تجاه بعضهما البعض (على غرار هيكل ربطة العنق). . يتركز الضوء الذي يمتصه القمعان في المنطقة التي يلتقيان فيها ويخلق مجالًا كهربائيًا قويًا
النظام التجريبي، الذي يشتمل على هوائي معدني صغير (المثلثين) المخضرين وجسيمات باعثة للضوء منتشرة حوله. تم تصويرها بالمجهر الإلكتروني
قد يبدو الفرق بين المادة والضوء بسيطًا وواضحًا، لكن في حالات معينة قد تحجبه العلاقة بين الاثنين والعلاقات المتبادلة بينهما إلى حد كبير. قد تحدث مثل هذه المواقف في هوائي معدني نانومتري، يهدف إلى استقبال الضوء في الأطوال الموجية للضوء المرئي للعين البشرية. قام البروفيسور جلعاد هاران من قسم الفيزياء الكيميائية والبيولوجية، وأعضاء مجموعته، ببناء مثل هذا الهوائي - وهو نوع من "قمعين" يشيران إلى طرفيهما الضيقين تجاه بعضهما البعض (على غرار هيكل ربطة العنق). . يتركز الضوء الذي يمتصه القمعان في المنطقة التي يلتقيان فيها ويخلق مجالًا كهربائيًا قويًا.
وضع العلماء في منطقة الاجتماع بلورة من مادة صغيرة يمكنها امتصاص الضوء وإصدار الضوء مرة أخرى. يقول البروفيسور هاران إنه في المنطقة التي يحدث فيها امتصاص وانبعاث الضوء، يتم إنشاء "اقتران قوي" بحيث تقوم جزيئات الضوء، الفوتونات، بتكوين حالات جديدة باستخدام المادة التي يسميها البعض "البولاريتونات". وفي التجربة التي أجراها البروفيسور هيرن وأعضاء مجموعته، استخدم العلماء مجهرًا إلكترونيًا قويًا للغاية، وهو أحد المجهرين "تيتان" اللذين تم تركيبهما مؤخرًا في المعهد، لفحص البولاريتونات التي لا ينبعث منها ضوء أيضًا.
وقد يساعد هذا البحث، في المستقبل، في تطوير التطبيقات الكمومية، وكذلك في تطوير طرق التحكم في العمليات الكيميائية وتشكيل خصائص المواد المختلفة."
وسمح شعاع الإلكترونات لـ«تيتان» للعلماء، لأول مرة، بمسح الهوائيات الصغيرة وقياس تشتت الإلكترونات عند كل نقطة وفحص تأثير البلورة الممتصة للضوء على التشتت في مركز الهوائي. وبهذه الطريقة، تمكنوا من رسم خريطة بدقة كبيرة - واستبانة مكانية طيفية - للاقتران بين الضوء والمادة.
ويقول العلماء إن القدرة الجديدة التي تم تطويرها في هذا البحث، المنشور في المجلة العلمية Nature Communications، قد تساعد، في المستقبل، في تطوير التطبيقات الكمية المختلفة، وكذلك في تطوير طرق للتحكم في العمليات الكيميائية وتشكيل خصائص المواد المختلفة.
ويمكن للإلكترونات الموجودة في مجهر "تيتان" أن تتحرك بسرعة تصل إلى 80% من سرعة الضوء.
