Ученые открыли «силу отталкивания» у светового пучка

Команда ученых Йельского университета открыла «силу отталкивания» света, которая может быть использована для управления компонентами кремниевых микрочипов. Это означает, что будущие наноустройства могут управляться с помощью света, а не электричества.

Ранее команда открыла «силу притяжения» света и показала, как с ее помощью можно двигать компоненты в полупроводниковых микро- и наноэлектрических устройствах – тонкие механические переключатели на чипах. Теперь ученые открыли дополнительную силу – отталкивания. Еще в 2005 г. они предсказали существование обеих сил, но последняя вплоть до недавнего времени оставалась экспериментально не доказанной. Группа ученых, возглавляемая ассистентом профессора Йельской школы инженерных и прикладных наук Хонгом Тангом (Hong Tang), опубликовала свое открытие в июльском номере онлайнового журнала Nature Photonics.

Силы притяжения и отталкивания света являются силами совершенно другой природы, чем те, которые создаются световым давлением. Они действуют как бы сбоку от направления светового луча.

Ранее ученые использовали обнаруженную силу притяжения света для движения компонентов на кремниевых микросхемах в одном направлении, к примеру, для того, чтобы открыть нанометровый переключатель, но не могли переместить его в обратном направлении, т. е. закрыть. Использование двух дополнительных сил означает, что можно манипулировать объектами в противоположных направлениях.

Для того чтобы создать силу отталкивания, ученые расщепили пучок инфракрасного света на два отдельных луча и заставили каждый их них проходить по кремниевому волноводу разной длины. В результате происходит расфазирование лучей, что приводит к появлению силы отталкивания, интенсивность которой может регулироваться - чем больше разность фаз, тем больше сила. При этом такое управление величиной силы не может быть осуществлено в свободном пространстве. Эффект возможен только тогда, когда свет ограничен нанометровыми волноводами, которые размещаются близко друг к другу на чипе.