ที่เห็นอยู่นี้คือแผ่นกระจกเงาที่บางเฉียบเพียง 1 ใน 1,000 ของความหนาของเส้นผมมนุษย์ 😲🧐
แม้จะบางเฉียบขนาดนี้แต่ก็ยังสามารถสะท้อนแสงได้ไม่ต่างจากกระจกเงาที่เราใช้กันอยู่
นี่คือแผ่นกระจกเงาที่บางที่สุดในโลก ณ ปัจจุบัน
เมื่อทีมนักฟิสิกส์จากสถาบัน Max Planck Institute of Quantum Optics (MPQ) สามารถสร้างแผ่นกระจกเงาที่บางและเบาที่สุดที่เคยมีการทำมา
โดยแผ่นกระจกนี้มีประกอบด้วยวัสดุสังเคราะห์ที่ประกอบด้วยโครงสร้างของอะตอมธาตุชนิดเดียวกันที่มีชั้นความหนาเพียงไม่กี่ร้อยอะตอมเท่านั้นเอง
ทั้งนี้กระจกเงาปกติจะใช้แผ่นโลหะขัดเงาเรียบ หรือไม่ก็ทำจากแผ่นกระจกที่ฉาบโลหะสำหรับสะท้อนแสงไว้ด้านหนึ่ง
แต่สำหรับกระจกเงาแผ่นนี้หลักการแตกต่างออกไปอย่างสิ้นเชิง
ทีมนักวิจัยยืนอยู่หน้าชุดอุปกรณ์ทดสอบที่แสนซับซ้อนเพื่อตรวจสอบการทำงานของแผ่นกระจกเงาที่บางที่สุดในโลกนี้
โดยวัสดุที่ใช้ทำกระจกนี้คือ Metamaterials กลุ่มวัสดุสังเคราะห์ที่มีการออกแบบโครงสร้างจำเพาะเพื่อให้วัสดุแสดงคุณสมบัติหาได้ยากในวัสดุธรรมชาติอย่างที่เราต้องการ
ซึ่งคุณสมบัติของเจ้า Metamaterials นี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบว่าเป็นธาตุหรือสารประกอบอะไร แต่จะขึ้นอยู่กับโครงสร้างเป็นหลัก
หากเราสามารถสังเคราะห์วัสดุที่มีโครงสร้างจำเพาะที่ออกแบบไว้พวกมันก็จะสามารถแสดงคุณสมบัติบางอย่างที่เราต้องการได้ อย่างในกรณีนี้ก็คือ การสะท้อนแสง
ตัวอย่าง Metamaterials ในวงการอุตสาหกรรมอิเล็คโทรนิค
สำหรับกระจกนี้นักวิจัยจะสร้างโดรงสร้างวัสดุแบบ 2 มิติถักซ้อนกัน โดยใช้เทคนิค interfering laser beams
ซึ่งโครงสร้างที่ได้นี้จะมีช่องว่างระหว่างอะตอมที่สั้นกว่าช่วงความยาวคลื่นแสง ซึ่งจะควบคุมการกระเจิงของแสงและบีบให้คลื่นแสงนั้นสะท้อนออกไปในทิศทางเดียวกันจนเกิดเป็นการสะท้อนแบบกระจกเงานั่นเอง
อีกคุณสมบัติสำคัญคือ แสงสามารถพุ่งผ่านชั้นโครงสร้างแรกก่อนจะไปสะท้อนกลับไปกลับมาในชั้นถัด ๆ ไปได้ ซึ่งเมื่อรวมคุณสมบัติ 2 ข้อนี้ทำให้มีประสิทธิภาพในการสะท้อนแสงสูงมาก
และยังสามารถควบคุมอัตราการสะท้อนแสงได้ด้วยการสังเคราะห์การสั่นสะเทือนระดับอะตอมให้กับแผ่นกระจก (Bloch oscillations)
จากรูปที่เห็นนี้ แผ่นกระจกหนาไม่กี่สิบนาโนเมตร และมีเส้นผ่าศูนย์กลางของแผ่นกระจกเพียง 7 ไมครอน เล็กเกินกว่าที่ตามนุษย์จะมองเห็นการสะท้อนด้วยตาเปล่า แต่ก็แสดงให้เห็นว่าวัสดุชนิดใหม่นี้ทำหน้าที่เป็นกระจกเงาได้อย่างดี
ของจริงมันเล็กมาก ๆ ครับ
อ่านถึงตรงนี้หลายท่านคงสงสัยว่ากระจกนี้ทำมาจากวัสดุอะไร ในบทความต้นทางไม่ได้บอกครับ บอกแค่ว่าเป็นอะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน เพราะจริง ๆ แล้ว Metamaterials นั้นเน้นที่โครงสร้างไม่ใช่ส่วนประกอบของวัสดุ
ซึ่งความก้าวหน้านี้จะช่วยปูทางให้เรามีความเข้าใจเกี่ยวกับ quantum optomechanics มากยิ่งขึ้นซึ่งจะช่วยในการพัฒนาทัศนูปกรณ์ในอนาคต
ลองนึกถึงกระจกหน้าต่างที่สามารถสั่งการให้เป็นกระจกเงาได้ตามที่เราต้องการ ซึ่งอนาคตคงจะไม่ใช่เรื่องที่เป็นไปไม่ได้อีกต่อไปแล้ว 😉
- 5
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
