Lielbritānijas zinātnieki ir radījuši divdimensionālus daļiņu masīvus, kuru elementus satur kopā tikai un vienīgi gaisma. „Optiskās matērijas” masīvi, kurus ir radījuši zinātnieki Kolins Beins (Colin Bain) no Durhamas Universitātes (Durham University) un Kristofers Mellors (Christopher Mellor) no Nacionālā Medicīniskās Pētniecības institūta (National Institute for Medical Research), sastāv no caur prizmu izkliedētā gaismā „noķertām” polistirola nanolodītēm. Šādi masīvi ir jauns veids, kā organizēt vielas daļiņas šādā mērogā, un, iespējams, palīdzēs izskaidrot ar kristāliem saistītos procesus, kas notiek vēl mazākos mērogos.

Beins un Mellors sāka ar divu pārklājošos lāzera staru laišanu uz silīcija prizmas virsmas. Stari uz virsmu krīt leņķi, tā ka norisinās pilnīga iekšēja atstarošana, un no prizmas ārā tiek izstaroti tikai tā saucamie gaistošie viļņi. Pēc tam zinātnieki uz silīcija prizmas virsmas novietoja ūdens pilienu, saturošu polistirola lodītes, kuru diametrs ir 300 līdz 600 nanometri. Tās lodītes, kas nonāk gaistošo viļņu izplatības zonā, spontāni sakārtojās divdimensionālās struktūrās.

„Lielākajai daļai fiziķu ideja par materiāliem, kurus kopā satur gaisma vēl joprojām ir sveša,” saka Beins. „Pats pārsteidzošākais veiktā darba rezultāts ir kvadrātveida masīva veidošanās no 390nm daļiņām, izmantojot ortogonāli polarizētos lāzera starus. Kaut gan virsmas plaknē novērojamais magnētiskais lauks ir visnotalj vienveidīgs, var novērot lielu regulāru masīvu.”

Jauno optiskās matērijas masīvu īpatnības nosaka optiskā pincete – telpiski mainīgi elektromagnētiskie lauki, kas tiek lietoti daļiņu izvietojuma kontrolēšanai.

Saskaņā ar Beina un Mellora teikto, divdimensionālo masīvu kārtību nosaka gaistošo viļņu izkliede un daļiņu īpašības, nevis noteiktais elektriskā lauka koeficients.

Saskaņā ar Beina teikto, optiskās matērijas masīviem piemīt daudzas kristālu dinamiskās īpašības, piemēram, defektu migrācija, tāpēc ir pamats domāt, ka šādi masīvi ir ne tikai jauns matērijas organizēšanas veids, bet tie var arī palīdzēt kristālos notiekošo procesu un to gaitas pētīšanā.

Tālāk tiek plānots izstrādāt modeli, kas izskaidro šo masīvu optisko saistīšanos, ka arī pētīt, kā analoģiski kārtot citu formu un lielumu daļiņas. Pētījuma autori cer, arī ka izdosies paplašināt optiskās matērijas robežas līdz trijām dimensijām.

Sagatavots pēc physicsweb.org Belle Dumé raksta.