Baseado na National Research Nuclear University MEPhI (Rússia), uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Yuri Rakovich desenvolveu um micro-ressonador sintonizável para estados de energia híbrida entre a luz e a matéria usando a luz para controlar as propriedades químicas e biológicas das moléculas. Os resultados foram publicados no Revisão de instrumentos científicos .

O micro-ressonador é uma armadilha de dois espelhos para a luz, com os espelhos voltados um para o outro dentro de várias centenas de nanômetros. Um fóton preso na armadilha formaria um estado localizado de uma onda eletromagnética. Ao modificar a forma e o tamanho do ressonador, os operadores podem controlar a distribuição espacial da onda, bem como a duração da vida do fóton no ressonador.

A nova invenção permite controlar as propriedades químicas e biológicas das moléculas com o auxílio da luz. O microrressonador pode servir como base para instrumentos de nova geração que podem ser usados ​​em sensores biológicos e químicos, bem como para controlar a velocidade das reações químicas e a eficácia da transferência de energia.

A interação de ressonância entre os emissores quânticos e um campo eletromagnético localizado é de interesse principalmente porque fornece uma oportunidade de controlar as propriedades dos estados híbridos luz-matéria. A luz e a matéria nesses sistemas formam um estado intermediário com propriedades alteradas que são controláveis ​​com a ajuda da emissão óptica (luz). Uma das maneiras de induzir esses estados é colocar moléculas emissoras ou absorventes em um ressonador.

De acordo com os cientistas, seu micro-ressonador sintonizável simplificará e estenderá substancialmente a pesquisa relevante, tornando possível analisar as interações luz-matéria nos modos de comunicação forte e fraco para amostras de praticamente qualquer matéria no espectro UV-IR.

O instrumento é um micro-ressonador Fabry-Perot (λ2) que consiste em espelhos, um plano e um convexo, que assegure o paralelismo plano pelo menos em um ponto na superfície deste último, minimizando assim o volume do modo. Esta é uma armadilha de luz de dois espelhos colocados na frente um do outro em menos de um comprimento de onda de luz, de acordo com o Prof. Yuri Rakovich, um pesquisador líder no Laboratório MEPhI de Nanomateriais Híbridos de Fótons.

Conforme um quantum de luz cai na armadilha ou é emitido por uma fonte de luz dentro do ressonador, é repetidamente refletido pelos espelhos, que liga os fótons aos próprios estados de energia do microrressonador.

"Podemos controlar as propriedades de luz e eficácia da armadilha, modificando a forma e o tamanho do ressonador, "Rakovich disse.

O micro-ressonador é fácil de usar e seu design é simples o suficiente para dar início à sua produção industrial. Ele pode ser usado não apenas em instrumentos destinados a controlar a velocidade de reações químicas, mas também como base para o desenvolvimento de fontes de luz altamente eficazes e novos lasers com um baixo limite de geração de controle.

O instrumento fornecerá novas oportunidades para estudar os efeitos de conexões fortes e fracas no espalhamento combinacional, a velocidade das reações químicas, condutividade elétrica, geração de laser, transferência de energia não radiativa, e outras físicas, funções químicas e biológicas. Isso também significará um passo importante no desenvolvimento de várias aplicações práticas do efeito de conexão de matéria leve, principalmente para modificar o físico, processos químicos e biológicos.