Роберто Мерлин (Roberto Merlin) и его коллеги из университета Мичигана (University of Michigan) показали в своей работе, что с помощью специальной линзы свет можно сфокусировать в пятно, по диаметру меньшее, чем длина волны этого света. Что когда-то, по законам физики, считалось невозможным.
Исследователи спроектировали так называемую суперлинзу, благодаря которой можно фокусировать видимый свет с длиной волны 500 нанометров в пятно диаметром 50 нанометров.
Такая линза представляет собой набор концентрических кругов из непрозрачного материала, размещённых на прозрачной подложке.
Интервал между кольцами меняется от сравнительно большого в центральной части линзы до очень маленького (на её краю) за счёт изменения ширины колец (меньшей — в центре, большей — к краю). Однако и там, и там расстояние между кольцами — значительно меньше длины волны используемого света.
Обычные (распространяющиеся) волны не могут пройти через такую линзу, поясняют физики, но так называемые эванесцентные (исчезающие) волны — могут.
Правда, обычно эти волны очень быстро затухают, однако тут должна сработать структура суперлинзы (и, как пишут учёные, «неизлучательная электромагнитная интерференция»).
Сразу за линзой эванесцентные волны накладываются друг на друга так, что формируют сфокусированное пятно 50 нанометров в диаметре.
Хотя интенсивность света после такой линзы падает вдвое каждые 5,5 нанометров, такую систему можно приспособить для микроскопии вирусов и других объектов подобного масштаба (подробнее — в статье авторов суперлинзы в Science).
Надо заметить, что опыты по созданию суперлинз учёные ведут давно. Другое дело, что линзы, способные работать с этими самыми исчезающими волнами, могут быть выполнены по различным проектам и, соответственно, достигать разных эффектов.
Например, преимуществом открытой ими схемы авторы новой суперлинзы называют толерантность к разным длинам волн, так что, вооружившись одной подобной линзой, можно применять для микроскопии различные импульсные лазеры, выдающие очень яркий свет на разных частотах.
Возможно также, что новый принцип фокусировки, обходящий ограничение на диаметр пятна, когда-нибудь превратится в новые, значительно более ёмкие оптические диски.
Заметим, разрешение оптической съёмки меньшее, чем длина волны использованного для этой съёмки света, было достигнуто на практике ещё пару лет назад. А недавно исследователи и вовсе построили гиперлинзу, шагнувшую очень далеко за дифракционный предел. Её работа тоже основывалась на взаимодействии эванесцентных волн со слоями нанометрового масштаба.
Ещё мы рассказывали, как физикам удалось пропустить волны видимого диапазона через кабель диаметром всего 300 нанометров (меньше, чем длина волны фиолетового цвета).
Добавим, что Мерлин говорит о возможности адаптации его проекта суперлинзы к микроволновому диапазону. По словам исследователя, таким способом можно сосредоточить, к примеру, 30-сантиметровые волны в пятно диаметром 1,5 сантиметра.
