نظریه فیزیک ذرات، الهام‌بخش اُپتیک می‌شود!

[∆ MeRzaD ∆]

دانشمندان به تازگی با اعمال نظریه اَبَر تقارنِ فیزیک ذرات در اپتیک، به یافته‌های هیجان انگیزی برای کنترل نور دست یافته‌اند.

اَبَرتقارن ایده‌ای است که برای غلبه بر مشکلات مشخصی در مدل استاندارد فیزیک ذرات طراحی شده است. این نظریه بیان می‌کند که برای هر ذره (مانند یک الکترون) اَبَرمتناظری وجود دارد که اسپین آن به اندازه 2/1 با اسپین الکترون تفاوت دارد. اگر چه هیچکدام از این ذرات تا به حال در شتاب دهنده‌ها آشکار نشده‌اند؛ اما اَبَرتقارن به تنهایی-یا دقیق‌تر از آن، ریاضیات نهفته در اَبَرتقارن- ممکن است در اپیتک نیز جایی داشته باشند. محمدعلی میری از دانشگاه مرکزی فلوریدا،اورلند و همکارانش در Physical Review Letters مطرح کردند که متناظرهای ابرتقارنی اپتیکی می‌توانند برای کنترل نور در ابزارهای اپتیکی استفاده شوند.

میری و همکارانش موجی را در نظر گرفتند که در موجبری با ضریب شکست مشخص منتشر می‌شود. آنها با اعمال همان تبدیل‌های ریاضیاتی که ذره‌ها را به ذره‌های اَبَرمتناظرشان مربوط می‌کند، اَبَرمتناظرِ موجبر و محدوده ضریب شکست متناظر با آن را یافتند. این محققان نشان دادند که موجبر و ابرمتناظر آن، از نظر فازی مطابقت دارند، به این معنا که هر مد، متناظری دقیقا با همان ثابت انتشار دارد. بنابراین، نور می‌تواند به طور موثری از یک موجبر به موجبر دیگر عبور کند. تنها استثنا مُد اصلی است، که به " ابرمتناظر" منتشر نمی‌شود.

به نظر میری و همکارانش، چنین ابزارهایی می‌توانند به طور گزینشی مدهای خاصی از نور را فیلتر کنند. به طور طبیعی، زمانی که یک ورودی دلخواه، یک موجبر چندمدی را برانگیخته می‌کند، در واقع میدان اپتیکی رندومی را بوجود می‌آورد. اگرچه، اگر اَبَرمتناظر موجبر در مجاورت موجبر اصلی آورده شود ، تمامی مدها به غیر از موج اصلی، بین دو ساختار جفت خواهند شد. و اگر اَبَرمتناظر از بین رود، مدهای بالاتر نیز در نهایت ناپدید خواهند شد، و تنها مد اصلی باقی خواهد ماند.