Điều khiển ánh sáng bằng những quả cầu nhỏ docx

Điều khiển ánh sáng bằng
những quả cầu nhỏ
Ánh sáng có thể được dẫn đường và điều khiển ở thang nano bằng cách
cho nó đi qua các quả cầu kim loại nhỏ- dựa theo những tính toán mới của
các nhà khoa học Hoa Kỳ. Hiều ứng này liên quan đến sự tương tác của ánh
sáng với các plasmon trên bề mặt của các quả cầu và các nhà khoa học quả
quyết rằng nó có thể được sử dụng để tạo ra các nguồn sáng phân cực và tập
trung. Những nguồn sáng đó rất quan trọng trong việc sản xuất các quang cụ
nano, trong đó có sensor, chuyển mạch và thiết bị lưu trữ thông tin( J. Phys. B:
At. Mol. Opt. Phys. 40 S283).
Plasmon là các "giả hạt" dùngđể mô tả các daođộngtập thể của các electrontrên
bề mặt kim loại. Plasmontương tácvới ánh sáng vàcác nhànghiên cứu đang cố
gắngkhai tháctính chất nàytrongcác thiết bị sử lý và chuyển phát thông tin sử
dụngcông nghệ plasmon
Mớiđây, Maxim Sukharevvà Tamar Seideman của Đại họcNorthwestern
Universityđã sử dụng mô phỏngvi tính để nghiên cứu tươngtác của ánh sáng và
các plasmon trên bề mặt của nhữngquả cầu kimloại nhỏ. Sử dụng mẫu liên kết
chữ T tạo bởi các quả cầu nanobằngbạc, mô hình mô phỏng đã chothấyđường đi
của ánh sáng quacác quả cầucó thể được điều khiểnbằng cách thayđổi sự phân
cực của ánh sáng.Các nhà nghiên cứu tin rằnghiệu ứng này-chưa được khẳng
định bằng thínghiệm-có thế dùng trong các chuyểnmạch nanoquang học.
Những tínhtoán cũngcho thấy rằng ánhsáng tớicó thể bị giữ trong các "tinh thể
plasmon"tạobởi những mạng tuần hoàn của các hạt nano.Hơn nữa, phụ thuộc
vào hìnhhọc củatinh thể, ánh sáng cóthể được tậptrung vàdẫn đường.Thêm vào
đó, kếtquả vi tính chothấyhiệu ứngnày cóthể được sử dụng để tạo cácnguồn
sáng kíchcỡ nano với độ tập trungvà phâncực điều khiển được.
Cuộc săn lùng các "phi hạt"
bắt đầu
Khi máy gia tốc LHC đi vào hoạt động vào năm sau, hầu hết các nhà vật
lý sẽ gọt dũa những thông tin ở năng lượng cao về các hạt mới ví dụ như
boson Higgs. Nhưng Howard Georgi của Đại học Harvard Hoa Kỳ không nghĩ

vậy- ông tiết lộ rằng ông đang tìm kiếm một dạng thực thể mới gọi là "phi
hạt". Nếu nó tồn tại, điều đó có nghĩa rằng mô hình chuẩn của vật lý hạt là
chưa hoàn chỉnh, và còn những thứ khác ngoài các hạt ở trong vũ trụ. (Phys.
Rev. Lett. 98 221601).
Tất cả các hạttồn tại ở một trạngthái với một nănglượng,độnglượng, khối
lượng nghỉ xác định. Hầu hết trong mô hìnhchuẩn, các hạt cùngloạikhôngthể tồn
ở một trạng thái khácvới cáctínhchất nêu trên nhânvới một thừasố chung-
electronchẳng hạn, hạt này có khối lượngnghỉ không đổi dù năng lượng hay động
lượng có biếnđổi. Tuy nhiên, không phải lúcnào cũng thế: nhữnghạtkhông khối
lượng nghỉ, như photon, có thể tồn tại ở trạng thái mà các tính chất nêu trên nhân
lên mộtthừa số chungbấtkì. Tínhchất này gọi làtính "bất biến thangđo"(scale
invariance)
Cho dù nhữnglý thuyết khai thác "bất biến thangđo"đã có từ truớc, những
nhà vật lý quan với mô hình chuẩn thường miễn cưỡng khinghĩ về tính ứng dụng
của nó. Đó là vì cáclý thuyết này đề cập đếnnhững thứ không giống các hạt-
những thực thể duy nhất đuợc biết đếntrong vũ trụ- mà không nhấtthiết phải
khôngcó khối lượngnghỉ.
Georgi,trái lại, giờ đây quantâm đếnviệc làmthế nào chúngta cóthể suy
diễn thôngquathựcnghiệm rằng cótồn tại nhữngthực thể huyền bí, ông gọi là các
"phihạt"(un particles),như vậy không. Ông đề xuất rằng nguyên nhân chúng ta
chưa nhìn thấy một "phi hạt" nào trướcđây là dochúngliênkết với vật chất bình
thường càng yếu khi năng lượng càngyếu.Nếu ông đúng,điều này có nghĩarằng
những bằng chứng về sự tồn tại của "phi hạt"có thể đượctìm thấy trong các thí
nghiệmvới máy giatốc năng lượng caoLHC. "Câu hỏi rất hócbúa 'các "phihạt"
trông như thế nào' đượcthaythế bằng mộtcâu hỏiđơn giản hơn:'"phi hạt" sẽ lộ
diện thế nàokhi nănglượngtrong các thí nghiệm của chúngta tăng lên?'" ông nói.
Các "phihạt"sẽ có những tính chất giốngvới neutrino,hầu như không khối
lượng nghỉ và do đó gần như "bấtbiến thang đo". Neutrino hiếm khitương tác với
vật chất- mộtthời gian dài các nhà vậtlý chỉ suy ra sự tồn tại của nókhi tính toán
sự mất năng lượng và độnglượng saumộttương tác. Bằngcác khảo sát cùng một

tương tác nhiềulần, một phânbố xác suất đước thiết lập cho ta biếtcó bao nhiêu
và những loại neutrinonào tham gia.
Geogi nghĩ rằng một kĩ thuật tương tự có thể được sử dụngđẻ tìm dấu vết
các "phi hạt".Theo "bất biến thangđo", một phân bố chứa các "phi hạt" sẽ lộ diện
vì nó sẽ giống như một phânbố của một số khôngnguyêncác hạt khôngkhối
lượng.
"Cho dùchúng ta khôngnhìnthấycác "phi hạt" ở LHC, tôitin rằngnhững
phân tíchnhư thế này là hữu ích vì nócó thể kéo chúng ta rakhỏi nhữngđịnh kiến
có thể khiếnchúng ta bỏ qua nhữngtính chấtquantrọng khinănglượngcủa các
máy tănglên"-Ông nói.