Evrende yeni ışık olacak mı? Super Planck parlak ışık nihayet üretildi!
Evrende yeni bir ışık türü olacak mı? 19. yüzyılın sonundan bu yana, bilim adamları, ısıtıldığında tüm fiziksel malzemelerin öngörülebilir bir dalga boyu spektrumunda ışık yaydığını öğrendiler. Nature "Science Reports" dergisinde yayınlanan bir araştırma, ısıtıldığında ışık yayan, ancak doğa kanunlarının koyduğu sınırı aşan bir materyal önermektedir. 1900'de Max Planck, ilk kez matematiksel olarak bir radyasyon modelini tanımladı ve enerjinin yalnızca ayrık değerlerde var olabileceği varsayımı altında kuantum çağını açtı.
Tıpkı bir şöminedeki bir kibritin kırmızı ışık yayması gibi, artan ısı tüm malzemelerin daha yoğun radyasyon yaymasına neden olacaktır.Isı yükselmeye devam ettikçe, emisyon spektrumunun tepe noktası daha uzun dalga boylarına kayacaktır. Planck yasasına göre, hiçbir şey enerjiyi tamamen emen hayali bir nesneden daha fazla radyasyon yaymaz, sözde "kara cisim".
Bu yeni materyal, baş yazar, Rensselaer Polytechnic Institute fizik profesörü Sean Yulin tarafından keşfedildi: Bu yeni materyal, Planck yasasının sınırlamalarını ortadan kaldırır ve lazerler veya LED'ler tarafından üretilene benzer tutarlı ışık yayar, ancak üretmez Bu teknolojiler pahalı yapılar gerektirir.
"Süper Planck" malzemeleri, ısıtıldığında LED'lere benzer süper Planck radyasyonu yayar.
Nature "Science Reports" dergisinde yayınlanan spektroskopi araştırmasına ek olarak, daha önce IEEE "Photonics" dergisinde yayınlanan bir görüntüleme çalışması, elektromanyetik spektrum olan yaklaşık 1.7 mikronluk bir radyasyon zirvesi gösterdi. Kızılötesi kısmına yakın. Bu iki çalışma, uzak alan "süper Planck" radyasyonunun en ikna edici kanıtını sağlıyor.
Bu, Planck yasasını ihlal etmez, bu yeni bir termal emisyon üretme yöntemidir, bu yeni bir temel ilkedir. Bu malzeme ve temsil ettiği yöntem, termo-optik ve yüksek verimli enerji uygulamaları için süper güçlü, ayarlanabilir LED benzeri kızılötesi yayıcılar elde etmenin yeni bir yolunu açar.
Araştırmada, üç boyutlu bir tungsten fotonik kristali (fotonların özelliklerini kontrol edebilen bir malzeme) altı ofset katmanla inşa edildi, yapı bir elmas kristale benziyor ve üstte ışığı daha da rafine etmek için bir optik boşluk var. Fotonik kristal, malzeme tarafından yayılan ışık spektrumunu yaklaşık 1 mikronluk bir aralığa düşürür ve boşluk, enerjiyi yaklaşık 0.07 mikron aralığına sıkıştırmaya devam eder. 2002'de ilk tamamen metal fotonik kristalin yaratılmasından bu yana Sean Yulin, 17 yıldır bu ilerlemeyi inşa etmek için çok çalıştı.Bu iki araştırma makalesi, yürüttüğü en titiz testleri temsil ediyor.
Sean Yulin şunları söyledi: Deneylerde bu çok güvenilir. Bir deneyci olarak verilerime sadık kalıyorum. Teorik açıdan, hiç kimsenin bulgularımı tam olarak açıklayacak bir teorisi yok. Görüntüleme ve spektroskopi çalışmalarında, numuneyi ve kara cisim kontrolünü (malzemenin üstüne dikey olarak yerleştirilmiş nanotüp kaplaması) bir silikon substrat üzerinde yan yana hazırlayarak, test numunesi ile kontrol arasında sonuçları etkileyebilecek değişiklik olasılığını ortadan kaldırın. Deneysel bir vakum odasında numuneler ve kontroller 600 Kelvin'e ısıtılır.
Nature "Science Reports" dergisinde yapılan araştırma, kızılötesi spektrometrenin açıklığı siyah cisimlerle dolu görüş alanından malzemelerden birine kaydırıldığında, spektral analizin beş konumda gerçekleştirildiğini gösteriyor. Tepe emisyonunun yoğunluğu, siyah cisim referans değerinden 8 kat daha fazladır ve 1,7 mikronda görünür.
IEEE "Photonics" dergisindeki araştırma, malzemenin beklenen radyasyon emisyonunu yakalayabilen, kızılötesine yakın geleneksel şarj bağlantılı bir cihazla çekilmiş görüntüleri göstermektedir. Örnekten 2 termal dalga boyundan daha az uzaklıkta yerlerde benzer bir etki vardır, ancak yeni incelenen materyal, süper Planck radyasyonunu gösteren ilk materyaldir.
30 cm'lik bir mesafeden (yaklaşık 200.000 dalga boyu) ölçüldüğünde bu sonuç, ışığın malzeme yüzeyinden tamamen kaçtığını gösterir. Teori bu etkiyi tam olarak açıklayamasa da, araştırmacılar fotonik kristalin katmanları arasındaki kaymanın ışığın kristalin içindeki birçok boşluktan kaçmasına izin verdiğini varsaydılar. Yayılan ışık, optik boşluğu tatmin etmek için yüzeye yayılırken ışığın özelliklerini değiştiren kristal yapı aralığı içinde ileri geri seker. Araştırma, ışığın kristalin içinden geldiğine inanıyor, ancak yapıda çok fazla düzlem var, bu yüzden birçok yüzey osilatör görevi görüyor.
O kadar çok heyecan var ki, neredeyse geleneksel bir yüzey olmayan yapay bir lazer malzemesi gibi davranıyor. Bu yeni malzeme, enerji hasadı, askeri kızılötesi hedef izleme ve tanımlama, yüksek verimli ışık kaynakları üretmek için atık ısı veya yerel ısıtıcılar tarafından yönlendirilen kızılötesi, kızılötesi çevre, atmosferik ve kimyasal spektroskopi araştırması ihtiyacı ve bir lazer termal verici olarak kullanılabilir. Optik fizik uygulamaları.
Brocade | Araştırma / Gönderen: Rensselaer Polytechnic Institute
Referans periyodik "Bilim Raporu" "Fotonik"
Brocade Park Bilim, Teknoloji, Bilimsel Araştırma, Popüler Bilim
