ТАСС, 3 июля. Российские физики выяснили, что в растворах органических солей спонтанно могут возникать устойчивые структуры из металлических пленок под действием эффекта Казимира, взаимного притяжения между объектами в результате квантовых флуктуаций вакуума. Этот феномен можно применять для создания самособирающихся оптических резонаторов, сообщил в среду Центр научной коммуникации МФТИ.
"Взаимодействия между пленками приводят к формированию оптических резонаторов, "ящиков" для усиления света, который может делать что угодно - поглощать свет, перенаправлять, усиливать, захватывать. И чтобы его получить, нам не нужна никакая сложная нанофабрикация: просто берем раствор соли, золотые пленки, которые очень просто делаются, и они сами друг друга найдут и соберутся в "коробки" для света", - пояснил ведущий научный сотрудник МФТИ Денис Баранов, чьи слова приводит Центр научной коммуникации вуза.
Как отметил Баранов, физики совершили это открытие случайно во время изучения свойств золотых пленок, плавающих в растворе органических солей. В ходе этого эксперимента один из его участников, Баттулга Мукбат, обратил внимание на то, что в некоторых случаях пленки из металла прекращали хаотичное движение и сближались на очень небольшое расстояние и "застывали" друг над другом. В таком положении пленки могли существовать фактически неограниченное время, что заставило детально изучить их свойства.
Проведенные исследователями опыты и расчеты показывают, что подобное поведение пленок связано с двумя физическими феноменами, один из которых носит квантовую природу. Этот феномен, который физики называют эффектом Казимира в честь открывшего его нидерландского физика Хендрика Казимира, заставляет плоские объекты притягиваться друг к другу под действием квантовых флуктуаций вакуума.
В случае с золотыми пленками эффект Казимира заставляет их не слипаться в единую пластину, как это происходит с объектами в чистом вакууме, а сближаться на расстояние порядка 100-200 нанометров. Это связано с тем, что на поверхности пленок осаждаются положительно заряженные ионы из раствора солей, в результате чего электростатические взаимодействия между листами золота заставляют их отталкиваться друг от друга и образовывать устойчивые структуры, которые можно использовать в качестве оптических резонаторов.
Российские физики детально изучили процесс образования этих самособирающихся структур и подготовили теоретическое описание этого процесса, что в перспективе позволит управлять свойствами и структурой этих резонаторов, а также создавать более сложные устройства, состоящие не только из пленок золота, но и двумерных материалов. Их создание, а также разработка более сложных конструкций из трех или четырех слоев пленок, позволит использовать их не только для манипуляций светом, но и для управления химическими реакциями и решения других задач, подытожили исследователи.
