Группе американских физиков, в которую входят несколько выходцев из бывшего СССР, удалось впервые продемонстрировать работающий спазер - наноустройство, которое может использоваться, например, как сверхминиатюрный лазер. Статья исследователей появилась в журнале Nature, а ее краткое изложение приводит Nature News.
Концепция спазера появилась относительно недавно - всего в 2003 году. Тогда физики из США и Израиля предположили, что можно создать устройство которое будет генерировать "согласованные" плазмоны также, как лазер генерирует "согласованные" фотоны. Плазмоны представляют собой квазичастицы (то есть объекты, которые только для удобства расчетов и анализа наделяют свойствами частиц), являющиеся квантованием колебаний плотности электронного газа, например, в металле. Для сравнения, квантования электромагнитных колебаний - это фотоны.
В рамках новой работы ученым впервые удалось реализовать эту концепцию на практике. Для этого они поместили золотые наночастицы в сферические оболочки из кремния, которые содержали органический краситель Oregon Green 488. Диаметр полученных устройств составлял 44 нанометра.
Облучая золотые наночастицы светом, ученые добились колебания плазмонов. В свою очередь краситель играл роль "усилителя", который не давал данным колебаниям затухнуть.
Возникновение колебаний привело к тому, что зеленый краситель начал светиться на длине волны 531 нанометр. При этом, согласно теории, возникающее свечение должно было быть когерентным (то есть разность фаз возникающих электромагнитных колебаний постоянна по времени). Таким образом, полученные сферы представляют собой самые маленькие лазеры из известных на сегодняшний момент.
К недостаткам новых устройств ученые относят тот факт, что они генерируют свет одновременно по всем направлениям, а не создают четкий луч, как привычные лазеры. Кроме этого непосредственно когерентность излучения ученые не проверяли, положившись на теоретические выкладки.