Ученые изобрели самоорганизующуюся супер-линзу (СХЕМА)

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 оставлены 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.

Схема работающей установки. Изучаемый образец (белым цветом) на специальной подложке помещен внутрь цилиндра. Схематически показано преобразование исчезающих волн. Сверху располагается линза обычного оптического микроскопа. Иллюстрация авторов исследования

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 последним 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.

По материалам: "Lenta.ru"