لمئات السنين، اعتقد العلماء أن الضوء، مثل جميع أنواع الموجات الأخرى، لا يمكن تركيزه في حجم أصغر من طول موجته، أي أقل بقليل من جزء من المليون من المتر. والآن، نجح الباحثون في إنشاء أصغر عدسة مكبرة قادرة على تركيز الضوء أصغر بمليار مرة، وصولاً إلى مستوى الذرات الفردية.
[ترجمة د.نحماني موشيه]
لمئات السنين، اعتقد العلماء أن الضوء، مثل جميع أنواع الموجات الأخرى، لا يمكن تركيزه في حجم أصغر من طول موجته، أي أقل بقليل من جزء من المليون من المتر. والآن، نجح الباحثون في إنشاء أصغر عدسة مكبرة قادرة على تركيز الضوء أصغر بمليار مرة، وصولاً إلى مستوى الذرات الفردية.
استخدم الباحثون جزيئات الذهب النانوية ذات الموصلية العالية للغاية لإنشاء أصغر ثقب بصري في العالم، وهو صغير جدًا بحيث لا يمكن احتواء جزيء واحد فقط بداخله. ويتكون الثقب - المعروف باسم "Pico-pinhole" - من نتوء داخل بنية نانوية ذهبية بحجم ذرة واحدة، ويتيح تحديد حدود أشعة الضوء إلى جزء من المليار من المتر. ونشرت النتائج في مجلة علمية مرموقة علوممما يفتح نافذة لدراسات جديدة في مجال التفاعل بين الضوء والمادة، بما في ذلك إمكانية إجبار جزيئات مختلفة داخل الثقب على الخضوع لأنواع جديدة من التفاعلات الكيميائية، وهو الوضع الذي يمكن أن يتيح تطوير أجهزة كشف مبتكرة.
ووفقا للباحثين، فإن بناء الهياكل النانوية التي تسمح بالتحكم في ذرة واحدة كان مهمة صعبة بشكل خاص. وقال الباحث الرئيسي: "كان علينا تجميد عيناتنا إلى درجة حرارة 260 درجة مئوية تحت الصفر لإبطاء ذرات الذهب المحمومة". قام الباحثون بإسقاط شعاع ليزر على عينة لبناء فوهات بيكو، مما سمح للباحثين بمشاهدة حركة ذرة فردية في الوقت الحقيقي. يوضح أحد الباحثين: "تشير نماذجنا إلى أن الذرات الفردية التي تبرز فوق السطح قد تعمل بشكل مشابه لقضبان الصواعق الصغيرة للغاية، تلك التي تركز الضوء بدلاً من الكهرباء". قال أحد الباحثين: "حتى ذرات الذهب الفردية تتصرف مثل محامل كروية معدنية صغيرة في تجاربنا، عندما تتحرك إلكترونات التوصيل، وهو وضع مختلف تمامًا عن سلوكها الكمي الطبيعي حيث تكون حول النوى فقط".
هذه النتائج لديها القدرة على إنشاء مجال جديد تمامًا من التفاعلات الكيميائية المحفزة بالإشعاع الضوئي، وهو المجال الذي سيجعل من الممكن بناء جزيئات معقدة من أجزاء أصغر. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يكون أحد التطبيقات المحتملة في مجال الأجهزة الميكانيكية الضوئية المبتكرة لتخزين البيانات، والتي ستمكن من كتابة وقراءة المعلومات المخزنة على شكل اهتزازات جزيئية باستخدام أشعة الضوء.
