Almanya’daki bilim insanları, lazer ışınlarını nano düzeyde altın yüzeyler üzerinde özel desenlerle yönlendirerek “skyrmion torbaları” adı verilen karmaşık, girdap benzeri ışık yapıları oluşturmayı başardı. Bu olağanüstü başarı, ışığın fiziğine beklenmedik bir boyut kazandırmakla kalmıyor; aynı zamanda mevcut mikroskopların sınırlarını aşabilecek gelecek teknolojilere de işaret ediyor.
“Sonuçlarımız skyrmion araştırmalarının gelişen alanına yeni bir sayfa ekliyor,” diyen Prof. Harald Giessen’in başında bulunduğu ekip, Altın Yüzey Üzerinde Skyrmion Torbaları ”nın oluşumunu gösterdi.
Altın Yüzey Üzerinde Skyrmion Torbaları
Skyrmionlar; bilim insanlarının temel fiziksel etkileşimleri anlamasına yardımcı olan, matematiksel olarak tarif edilen girdap benzeri yapılardır. Önceleri sadece teorik olan bu yapıların, zamanla manyetik maddeler ve yüzeylerde de gözlemlenebildiği ortaya çıktı. Giessen’in ekibi ise; ışığın, hassas şekilde desenlenmiş bir altın yüzey ile etkileşime girerek benzer skyrmion desenleri oluşturup oluşturamayacağını araştırdı.
Daha fazla temel bilgi için FizikHaber’de yayımlanan “Skyrmion Nedir? Manyetik Skyrmionlar ve Geleceğin Bilgi Depolama Teknolojileri” başlıklı makaleye göz atabilirsiniz.
Amaçları, bir büyük skyrmionun içinde birkaç küçük skyrmionun bulunduğu skyrmion torbalarını meydana getirmekti. Bunun için, ince bir altın filme birbirine geçmiş iki burulmuş altıgen şeklinde karmaşık oluklar kazıdılar. Her bir altıgen, skyrmion biçimli bir ışık alanı yarattı.
Yüzey Tasarımıyla Skyrmion Torbaları Oluşturmak
Araştırmacı Schwab şöyle açıklıyor: “Bu iki skyrmion ışık alanının üst üste bindirilmesiyle skyrmion torbalarının oluştuğunu gözlemledik.” Ayrıca, iki ışık alanının birbiriyle hangi açıyla büküldüğünü ayarlayarak, torba içindeki skyrmion sayısını kontrol edebildiler. Bu sayede, doğal olarak oluşmayan çok karmaşık ışık desenlerini hassas şekilde şekillendirmeyi başardılar.
Temel Fizikten Gelecek Teknolojilere
Şimdilik bu çalışmalar temel bilim düzeyinde. Ancak bu ışık alanı skyrmionları olağanüstü özellikler göstererek ileride kullanılabilecek teknik uygulamaların önünü açıyor. Kullanılan altın yüzeyin bu amaç için uygun olup olmadığı ise henüz bilinmiyor. Prof. Giessen “Uygun bir malzeme bulunursa, konseptimiz mikroskopide uygulanabilir” diyor. Böylece, ışığın dalga boyunun sınırlarını aşan çok daha yüksek çözünürlüklere ulaşmak mümkün olabilir.
Kaynak: scitechdaily.com/they-twisted-light-on-gold-and-what-they-saw-blew-their-minds/
