Вважалося неможливим: світло поводиться не так, як передбачалося і це змінить технології

Хіміки виявили, що кристали, які ідеально симетричні щодо центральної точки, можуть реагувати на світло так, наче вони асиметричні. Це відкриття може призвести до створення більш чутливих вимірювальних приладів, підвищити безпеку передавання сигналів і навіть забезпечити більш яскраві оптичні дисплеї. Дослідження опубліковано в журналі Science, пише IFLScience.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Симетрія має багато форм. Наші тіла мають симетрію зліва направо, але не зверху вниз. Центросиметрія являє собою особливо високий рівень симетрії, важливий у кристалографії.

Центросиметричні кристали симетричні в усіх напрямках від свого центру. Якщо провести лінію через центр, кристал буде симетричний відносно нього, незалежно від того, чи вертикальна ця лінія, чи горизонтальна, чи розташована під будь-яким кутом.

Об'єкт із такою симетрією має однаково реагувати на світло, що йде з одного напрямку. Якщо на об'єкт впливати циркулярно поляризованим світлом, тобто світлом, що наближається по спіралі, не повинно мати значення, поляризоване світло за годинниковою стрілкою чи проти годинникової стрілки. Принаймні, так думали вчені.

Проте, якимось чином, коли хіміки перевірили це, вони виявили, що напрямок поляризації має велике значення. Кристали селеніту літію (Li2Co3(SeO3)4) поглинають більше світла, поляризованого за годинниковою стрілкою, ніж проти годинникової стрілки, або навпаки, залежно від кристала. Це відкриття здивувало вчених, адже вважалося, що це неможливо.

Очікування того, що симетричні кристали мають поводитися симетрично, є настільки логічним, що більшість учених вважали марною тратою часу його перевіряти. Але вчені, які вивчають хіральність молекул, вирішили це зробити. Хіральні форми — це ті, які не можуть бути ідеально накладені поверх їхніх дзеркальних відображень.

Хіральність у молекулах — звичайне явище, а іноді й дуже важливе. Багато молекул бувають мають правобічну і лівобічну форму. Вивчаючи їхню взаємодію з хіральним світлом, можна зрозуміти, який тип молекули у вас є. Досліджуючи хіральність молекул, вчені задавалися питанням, наскільки застосовна їхня робота до кристалів. Їхні моделі припускали, що навіть центросиметричні кристали можуть проявляти очевидну хіральність.

За словами хіміків, через високий ступінь симетрії центросиметричний кристал традиційно не повинен проявляти хіральність, але виявилося, що фізика в кристалі поводитиметься по-іншому, і це було несподівано.

З урахуванням того, що дослідження в галузі інформаційних технологій дедалі більше фокусуються на фотонах (частинках світла), а не на електронах, додатковий спосіб управління світлом може мати важливі наслідки. Це відкриття може призвести до створення більш чутливих вимірювальних приладів, підвищити безпеку передавання сигналів і навіть забезпечити більш яскраві оптичні дисплеї, вважають учені.

Як уже писав Фокус, фізики виявили натяк на існування невідомої сили природи всередині атомів.