Физики создали самособирающуюся суперлинзу
Группа исследователей под руководством Штефана Швайгера (Stephan Schwaiger) создала новый метаматериал, который самоорганизуется в так называемую суперлинзу. Об этом сообщает New Scientist, а работа ученых принята к публикации в Physical Review Letters.
В рамках работы ученые создали метаматериал из нескольких слоев серебряной фольги и полупроводников. Метаматериал - композитный материал, физические свойства которого определяются в основном структурой, а не составом. В результате различного внутреннего строения слоев тонкая полоска подобного материала самостоятельно сворачивается в цилиндр, стенки которого оказываются составлены из нескольких слоев метаматериала.
Внутрь цилиндра ученые помещали изучаемый объект на расстояние нескольких нанометров от стенки. В результате облучения светом в этом регионе, именуемом ближнем полем, возникают так называемые исчезающие волны. Это стоячие электромагнитные волны, интенсивность которых убывает экспоненциально с ростом расстояния от поверхности. Их появление является результатом полного внутреннего отражения на границе раздела сред с различными коэффициентами преломления.
Данные волны несут достаточно много информации об объекте. Стенки цилиндра улавливают их и "превращают" в обычные световые волны, которые можно наблюдать с помощью оптического микроскопа. В результате полученная схема позволят видеть отдельные объекты, размер которых меньше длины волны видимого света.
Обычные линзы не способны добиваться подобной разрешающей способности из-за так называемого дифракционного предела. Это явление, открытое в 19-м веке физиком Эрнстом Аббе, накладывает принципиальные ограничения на размеры объектов, которые можно наблюдать в оптические приборы.
Для преодоления этих трудностей в настоящее время используются электронные и атомно-силовые микроскопы. Их слабым местом является то, что, например, для исследования первым образец должен быть кристаллизован и помещен в вакуум, что затрудняет использование этого устройства для изучения живых образцов. Новая схема позволит проводить исследование подобных объектов в динамике, не уничтожая их.