Квантовые "поцелуи" изменяют цвет пространства

Квантовый режим взаимодействия между наноразмерными золотыми сферами впервые наблюдался с помощью оптических методов.

Этот квантовый режим был идентифицирован благодаря изменению цвета промежутка или пустого пространства между наноразмерными золотыми сферами, когда те находились на расстоянии менее нанометра друг от друга.

Результаты исследования, опубликованные в издании Nature, позволяют наблюдать квантовые поцелуи между частицами.

Промежуток между двумя противостоящими золотыми наносферами способен менять цвет, когда расстояние между частицами менее нанометра. Работа подтверждает, что электроны, скопившиеся на золотых стенках вокруг освещенного промежутка между сферами, могут прыгать с одной частицы на другую благодаря туннельному эффекту, сокращая, таким образом, накопленный заряд на поверхности каждой сферы и изменяя цвет промежутка с красного на синий.

Работа позволяет буквально «наблюдать» эффекты квантовой механики и показывает, как свет взаимодействует с материей в субнанометровых масштабах. Изменение цвета промежутка — „цветной след“, которые идентифицирует запуск квантового режима — это эффект, который был предсказан группой теоретиков ведущего исследователя доктора Айзпуруа, и теперь полностью идентифицирован в результате исследования. Кроме того, весьма сложные эксперименты объединили с передовыми теориями.

Когда две металлические сферы с достаточно маленьким расстоянием между ними осветили белым светом, промежуток обрел цвет благодаря взаимодействию электронов на поверхности сфер с частицами света. Пучок света двигает электроны и заставляет их колебаться, в результате чего промежуток окрашивается в красный цвет. С приближением сфер растет заряд электронов, и красный цвет промежутка становится интенсивнее. Когда расстояние между двумя сферами становится менее 0,35 нанометра, накопленный заряд снижается вследствие туннельного эффекта, и благодаря которому электроны могут перепрыгивать с одной сферы на другую без их физического соприкосновения. Подобно квантовой теории, результаты предсказывают возможность идентификации квантового прыжка электрона, причем, как только заряд снизится, цвет промежутка меняется с красного на синий.

„Мы рассуждаем об эффекте как о напряжении между романтической парой. Чем ближе их лица, тем выше энергия, и снимается заряд только с помощью поцелуя“, пояснил профессор Джереми Бомберг. Однако между наносферами поцелуй виртуальный, поскольку они физические не касаются друг друга, выделяя заряд на поверхность и меняя цвет промежутка между ними. „Это как воздушный поцелуй, без касания“, привел сравнение ученый.

„Выравнивание двух наносфер — это процесс весьма трудоемкий“, отметили исследователи. „Это как если бы кто-то взял в каждую руку по иголке, закрыл глаза и попытался бы кончиком одной иголки коснуться точно кончика другой. Успеха можно было бы достичь лишь спустя годы тренировок“.

08.11.2012