由南安普頓大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員表明，光可以在小于其自身波長的距離內(nèi)移動——這是前所未有的精度水平。

來自南安普頓的科學(xué)家與德國多特蒙德大學(xué)和雷根斯堡大學(xué)一起證明，一束光不僅可以被限制在比其自身波長小 50 倍的點(diǎn)上，而且——這在同類中尚屬– 光點(diǎn)可以在光線受限的地方進(jìn)行微小的移動。

他們理論研究的詳細(xì)結(jié)果發(fā)表在《光學(xué)》雜志上。

將光限制和控制在越來越小的體積上是現(xiàn)代光子學(xué)的決定性挑戰(zhàn)之一。光的產(chǎn)生、檢測和操縱背后的科學(xué)。光被限制的嚴(yán)密程度決定了納米粒子的可觀察性極限，以及基于光的設(shè)備的強(qiáng)度和精度。

一個例子是光鑷。這些在世界各地的實驗室中廣泛用于 DNA 研究等領(lǐng)域。它們由高度聚焦的激光束組成，能夠以驚人的精度捕獲、操縱和移動粒子。標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)鑷子的局限性之一是透鏡無法將光束聚焦在比激光束自身波長小得多的長度上，從而限制了可實現(xiàn)的精度。

研究作者和南安普頓大學(xué)量子、光與物質(zhì)組研究員 Erika Cortese解釋說：“就其性質(zhì)而言，光確實很難定位在比其波長更小的長度范圍內(nèi)，這是一個稱為阿貝極限的臨界閾值。然而，使用復(fù)雜的模型和數(shù)值模擬，我們成功地展示了一種在亞波長范圍內(nèi)定位和動態(tài)操縱光的新方法?！?/span>

該研究合作由南安普頓物理與天文學(xué)院量子理論與技術(shù)小組組長 Simone De Liberato 教授領(lǐng)導(dǎo)。他說：“我們相信，我們主動控制受限電磁場的新方法可能會對多種納米光子應(yīng)用產(chǎn)生重大影響。

“展望未來，原則上，它可能導(dǎo)致對包括生物顆粒在內(nèi)的微米級和納米級物體的操縱——或者可能會顯著提高微觀傳感器的靈敏度分辨率?！?/span>

科學(xué)家們希望，通過進(jìn)一步的研究，他們終能夠為更先進(jìn)的操作技術(shù)開辟道路，例如用于生物學(xué)、化學(xué)和軟物質(zhì)研究的納米粒子的分類和合理組裝。