Prąd pod ostrzałem lasera

Fot. Pixabay CC0

Szklaną nić cieńszą niż ludzki włos ułożono między dwoma metalami, a następnie „zbombardowano" laserowym, ultrakrótkim impulsem. Dzięki użyciu lasera w tym niewielkim obwodzie elektrycznym zaczął płynąć prąd. Jak to możliwe? Ignacio Franco z Uniwersytetu w Rochester wreszcie to wyjaśnił.

"To nowa granica w kontroli elektronów za pomocą laserów" - mówi Franco. "Nie zbuduje się z tego samochodu, ale będzie można generować prądy szybciej niż kiedykolwiek wcześniej. Lasery wstrząsają układem tak mocno, że całkowicie zmieniają jego właściwości, co oznacza, że możemy użyć światła do sterowania zachowaniem materii." Dokładnie o tym myślał amerykański Departament Energii, kiedy wymienił kontrolę materii na poziomie elektronów wśród kluczowych wyzwań dla swoich naukowców.

Było to w 2007 roku. W tym samym roku Franco już dowodził na łamach czasopism naukowych, że ultraszybkie prądy elektryczne mogą być generowane w przewodach molekularnych narażonych na femtosekundowe impulsy laserowe. Plany te pozostały jednak tylko planami. Zaplanowanie eksperymentu, który by to udowodnił okazało się bowiem zbyt trudne.

Dopiero w 2013 r. badacze z Instytutu im. Maxa Plancka byli w stanie wytworzyć ultraszybkie prądy, eksponując nano-pasmo łączące dwie złote elektrody na impulsy laserowe. Wciąż jednak nie było wiadomo, jak do tego dochodzi. Czteroletni wysiłek polegający na przeprowadzeniu licznych symulacji potwierdził to, co mówił Franco.

Przykład ten pokazuje, w jaki sposób teoria i eksperyment wzajemnie się wspierają w rozwoju nauki, gdyż teoria doprowadziła do eksperymentu, którego nikt nie rozumiał, a to z kolei zaowocowało lepszymi teoriami, które napędzają coraz to nowe eksperymenty.

(KB)