Des scientifiques ont découvert une nouvelle utilisation du bon vieil entonnoir; concentrer la lumière!
Nous savons tous que les entonnoirs servent bien pour transvaser de la soupe dans une bouteille, par exemple, mais une équipe de chercheurs internationaux a découvert que l'entonnoir est également pratique lorsqu'il s'agit de concentrer la lumière. Toutefois, il ne s'agit pas du même entonnoir que vous avez dans votre cuisine, bien évidemment, car pour concentrer la lumière, les scientifiques ont besoin d'un outil 10 000 fois plus petit que l'entonnoir classique. Dans leur article paru chez Photonics, les chercheurs d'Allemagne, de Corée du Sud et des États-Unis, expliquent comment ils ont pu concentrer de l'énergie provenant d'impulsions de lumière infrarouge avec un nanoentonnoir et comment ils ont utilisé cette énergie pour générer des flashs de lumière ultraviolette extrême. Ces flashs, répétés 75 millions de fois par seconde, ne duraient que quelques femtosecondes, l'unité de temps égale à un millionième de billion de seconde. La lumière est convertible et les longueurs d'ondes composant la lumière peuvent changer selon les interactions avec la matière, pour laquelle la forme et le type du matériau importent pour la fréquence de conversion. L'équipe a été en mesure de modifier les longueurs d'ondes de la lumière avec un nanoentonnoir en argent. Les scientifiques ont transformé les pulsations laser de femtosecondes dans la gamme spectrale des infrarouges en flashs de femtosecondes en ultraviolets extrêmes. La lumière UV extrême est utilisée en physique des lasers pour explorer l'intérieur des atomes et des molécules, ainsi, des connaissances technologiques telles que ces dernières permettront aux scientifiques de mesurer le mouvement des électrons avec une meilleure résolution spatiale et temporelle. L'objet de l'expérience était un petit entonnoir elliptique de quelques micromètres composé d'argent et de xénon (Xe), un gaz rare. Les impulsions de lumière infrarouge étaient envoyées à l'entrée de l'entonnoir dans lequel ils se déplaçaient vers la petite sortie. Les forces électromagnétiques de la lumière entraînaient des fluctuations de densité d'électrons à l'intérieur de l'entonnoir. Là, une petite section à la surface du métal était chargée positivement, la suivante de manière négative et ainsi de suite, créant de nouveaux champs magnétiques dans l'entonnoir, appelés les polaritons de plasmon de surface. Ces derniers voyagent jusqu'à l'extrémité de l'entonnoir où sa forme conique entraîne une concentration de leurs champs. L'un des auteurs de l'étude, le professeur Mark Stockman de l'université d'État de Géorgie aux États-Unis, commente: «Le champ à l'intérieur de l'entonnoir peut être une centaine de fois plus fort que le champ de la lumière infrarouge incidente. Ce champ renforcé entraîne la production d'UV extrêmes dans le xénon.»Pour de plus amples informations, consulter: Institut Max Planck pour l'optique quantique: http://www.mpq.mpg.de/cms/mpq/en/index.html
Pays
Allemagne, Corée du Sud, États-Unis