نوع جدیدی از آینه که نور را به طور کامل منعکس می‌کند، ساخته شده است. کار برجسته‌ای که بسیاری از دانشمندان معتقد بودند امکان‌پذیر نیست. این آینه می‌تواند راه خود را به سمت لیزرهای قدرتمند و سایر دستگاه‌ها پیدا کند.

نوع جدیدی از آینه از تیغه‌ای از جنس نیترید سیلیکون با سوراخ‌های حفر شده‌ی کوچک ساخته شده است. اندازه‌ی حفره‌ها و شکاف بین آن‌ها کوچکتر از طول موج نور مرئی است.

فن‌آوری‌ جدید متکی بر به دام‌انداختن نور و فرستادن آن است، چه برای انتقال اطلاعات از طریق اینترنت و چه به منظور اجرای یک دی‌وی‌دی. در این روش مهندسان با هدایت نور در مسیر بازگشت از سطح ماده‌ی منعکس کننده، از فرار آن جلوگیری کرده‌اند. اما معایبی نیز در این فرایند وجود دارد. بسیاری از آینه‌ها بخشی از نوری که به آن‌ها برخورد می‌کند، به‌جای انعکاس جذب می‌کنند. و شیشه‌ی موجود در کابل‌های فیبر نوری نیز تنها زمانی کار می‌کند که زاویه‌ی خراش بسیار کم باشد.

چیا وی هسو (Chia Wei Hsu) و همکارانش از دانشگاه ام ای تی (Massachusetts Institute of Technology)، زمانی که رفتار نور در برخورد با یک کریستال فوتونی (تیغه‌ای با شبکه‌ای از سوراخ‌های حفر شده که اندازه‌ی آن‌ها بسیار کوچک است، به گونه‌ای که می‌توانند امواج منفرد نور را دستکاری کنند) را مورد مطالعه قرار می‌دادند، به دنبال چنین آینه‌ای نبودند. بیشتر اوقات، نور تا حدی در کریستال (بلوکی از جنس نیترید سیلیکون سوراخ‌دار) نفوذ می‌کرد. اما زمانی که پژوهش‌گران نور قرمز رنگی با بسامد خاص را تحت زاویه‌ی 35 درجه به سطح تیغه تاباندند، از انعکاس کامل نور شگفت زده شدند. چون هیچ قسمتی از آن دچار جذب یا نشت نشده بود.

این گروه 11 جولای در مجله‌ی Nature گزارش کرد که علت این پدیده‌ی نسبتاً عجیب، تداخل نور با خودش است. مجموعه‌ای از عوامل شامل طول موج نور، زاویه‌ای که طی آن نور به سطح ماده برخورد می‌کند، و الگوی سوراخ‌های حفر شده  به نور جهت می‌دهند، به‌گونه‌ای که امواج اثر یکدیگر را برای ورود به تیغه خنثی می‌کنند. بنابراین تنها گزینه‌ی ممکن برای امواج، منعکس شدن است.

جان فون نویمن (John von Neumann) فیزیکدان و متخصص رایانه در سال 1929 پدیده‌ی مشابهی از امواجِ به دام افتاده را پیشنهاد کرد، اما همه‌ی تلاش‌های قبلی برای نشان دادن تجربی آن با شکست مواجه شده بود. داگلاس استون (Douglas Stone) فیزیکدانی از دانشگاه ییل (Yale University) می‌گوید: «هیچ کس در مورد یک روش عملی برای انجام این کار فکر نکرده بود.»

اکنون فیزیکدانان می‌دانند که این آینه بسیار واقعی است. استون معتقد است که آن می‌تواند در لیزرها که متشکل از باریکه‌های متمرکز نور در یک طول موج خاص هستند، کاربرد داشته باشد. کریستال‌های فوتونی با طراحی ویژه که با طول موج‌های خاصی تنظیم می‌شوند، مهندسان را قادر می‌سازند تا انرژی لیزرها را بدون فدا کردن بازده‌ی آن‌ها افزایش دهند.

بعلاوه هسو اشاره می‌کند که حداقل به‌طور نظری، این آینه ممکن است کاربردی فراتر از اپتیک داشته باشد. این کریستال‌ها با الگوهایی مشخص از سوراخ‌های حفر شده باید قادر باشند تا به طور کامل امواج صوتی و یا حتی امواج آب را منعکس کنند.

منبع: http://www.sciencenews.org/view/generic/id/351485/description/Perfect_mirror_debuts

مرجع: http://www.nature.com/nature/journal/v499/n7457/full/nature12289.html