Φυσικοί σχεδίασαν και δημιούργησαν νέα σωματίδια που μεταφέρουν ενέργεια

Topological plexcitons

Στον μυστηριώδη μικροσκοπικό κόσμο, όπου τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία του φωτός και της ύλης αναμιγνύονται, καθώς ανταλλάσσουν ενέργεια και σωματίδια οι απρόσμενες ιδιότητες αφθονούν. Τώρα, φυσικοί έχουν δημιουργήσει ένα νέο σύνολο σωματιδίων που μεταφέρουν ενέργεια (energy-carrying particles), προσθέτοντας σε αυτό το εύρος των σωματιδίων.

Αυτά τα νέα σωματίδια που περιγράφονται σε μια νέα μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Nature, και που ονομάστηκαν «topological plexcitons», ίσως βοηθήσουν σε μεγάλο βαθμό την ενίσχυση των ροών ενέργειας στα ηλιακά κύτταρα και στα φωτονικά κυκλώματα.

Οι ερευνητές δημιούργησαν αυτά τα σωματίδια για να συμβάλουν στην βελτίωση μια διαδικασίας που είναι γνωστή ως εξιτονική μεταφορά ενέργειας (Exciton energy transfer – EET). Τα σωματίδια που δημιουργήθηκαν ως ένας συνδυασμός των plasmons (συλλογικές ταλαντώσεις ηλεκτρονίων) και excitons (διεγερμένα ηλεκτρόνια που είναι δεσμευμένα από την «τρύπα» που παράγεται από τη διέγερσή τους), συγκεκριμένα βοηθούν στην καλύτερη άμεση ροή ενέργειας στην ΕΕΤ.

«Όταν το φως και η ύλη αλληλεπιδρούν, ανταλλάσσουν ενέργεια», αναφέρουν στην μελέτη τους οι ερευνητές. «Η ενέργεια αυτή μπορεί να μεταφέρεται ανάμεσα στο φως και σε ένα μέταλλο (plasmon), και ανάμεσα στο φως και ένα μόριο (exciton). Όταν αυτή η ανταλλαγή είναι πολύ πιο γρήγορη από ότι τα αντίστοιχα ποσοστά αποσύνθεσης, οι συγκεκριμένες τους ταυτότητες χάνονται, έτσι είναι πιο ακριβές να τα σκεφτεί κανείς ως υβριδικά σωματίδια. Τα excitons και plasmons ενώνονται για να σχηματίσουν plexcitons».

Η εξιτονική μεταφορά ενέργειας, ήταν προηγούμενος δυνατή μόνο μέσω αποστάσεων picayune, της τάξης των περίπου 10 νανομέτρων (100 εκατομμυριοστό του μέτρου), όπου γρήγορα υπήρχε αποσύνθεση καθώς τα ενεργειακά πεδία των excitons αναμιγνύονταν και στη συνέχεια διαχέονταν όταν συναντούσαν άλλα σωματίδια και μόρια.

Παραπομπές

 Joel Yuen-Zhou, Semion K. Saikin, Tony Zhu, Mehmet C. Onbasli, Caroline A. Ross, Vladimir Bulovic, Marc A. Baldo. Plexciton Dirac points and topological modes. Nature (2016). DOI: 10.1038/ncomms11783

ΑΝΔΡΕΑΣ ΓΡΗΓΟΡΙΟΥ

Παιδί της επιστήμης και της τεχνολογίας, παρέα με ένα γάτο κοιτάζει το σύμπαν και θέτει ερωτήσεις

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *