המצב אפל: אור, חומר ואנטנה ננומטרית

המערכת הניסיונית, הכוללת אנטנת מתכת זעירה (שני ה"משולשים" הירקרקים) וחלקיקים פולטי אור המפוזרים מסביבה. צולם במיקרוסקופ אלקטרונים(צילום: מסע הקסם המדעי, מכון ויצמן)

המדענים מיקמו באיזור המפגש גביש חומר זעיר שיכול לבלוע את האור – ולפלוט אור בחזרה. פרופ' הרן אומר, שבאיזור שבו מתחוללות הבליעה והפליטה של האור, נוצר "צימוד חזק" כך שחלקיקי האור, הפוטונים, יוצרים עם החומר מצבים חדשים שיש המכנים אותם "פולריטונים". בניסוי שביצעו פרופ' הרן וחברי קבוצתו, השתמשו המדענים במיקרוסקופ אלקטרונים חזק במיוחד, אחד משני מיקרוסקופי ה"טיטאן" שהותקנו באחרונה במכון, כדי לבחון גם פולריטונים שאינם פולטים אור.

קרן האלקטרונים של ה"טיטאן" אִפשרה למדענים, לראשונה, לסרוק את האנטנות הזעירות, למדוד את פיזור האלקטרונים בכל נקודה ולבחון את השפעת הגביש בולע האור על הפיזור במרכז האנטנה. בדרך זו עלה בידם למפות בדיוק רב – וברזולוציה מרחבית ספקטרלית - את הצימוד בין האור לחומר.

מימין: ד"ר סטיינדרה נאת' גופטה, ד"ר אורה ביטון, ד"ר לותר הובן ופרופ' גלעד הרן. צימוד חזק בין אור לחומר(צילום: מסע הקסם המדעי, מכון ויצמן)

המדענים אומרים שהיכולת החדשה שפותחה במחקר זה, שפורסם בכתב-העת המדעי Nature Communications, עשויה לסייע, בעתיד, בפיתוח יישומים קוונטיים שונים, וכן בפיתוח שיטות לשליטה בתהליכים כימיים ובעיצוב תכונותיהם של חומרים שונים.