מגזין הטכניון | סתיו 2018

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0245-5 למא מר: ח וקרים בפקולטה להנדסת מכונות בנו מבודד אופטי ראשון מסוגו, המבוסס על הדהוד של גלי אור בכדור זכוכית המסתובב במהירות. זהו ההתקן הפוטוני הראשון שבו אור המתקדם בכיוונים מנוגדים נע במהירויות . Nature שונות. הפיתוח פורסם בכתב העת היוקרתי את המחקר הוביל פרופ' טל כרמון מהפקולטה להנדסת מכונות וממכון ראסל ברי למחקר בננוטכנולוגיה. לדבריו, 99.6% "פיתחנו מבודד פוטוני יעיל מאוד המצליח לבודד מהאור. המשמעות היא שאם נשלח אלף חלקיקי אור, פוטונים ויפספס רק ארבעה. 996 ההתקן יבודד כהלכה יעילות בידוד כזאת נדרשת בהתקני תקשורת אופטית קוונטית. המבודד שפיתחנו כאן ממלא כמה דרישות חיוניות נוספות: הוא פועל היטב גם כשהאור מגיע בו בזמן משני הכיוונים, הוא תואם לסיבים אופטיים סטנדרטיים, אפשר למזער אותו והוא אינו משנה את צבעו של האור." הרקע למחקר שחייה במורד הנהר מהירה יותר משחייה במעלה הנהר. רכיבה על אופניים כשהרוח בגבנו מהירה יותר מרכיבה נגד הרוח. מתברר שגם האור משנה את מהירותו עקב "רוח גבית" או "שחייה נגד הזרם", כלומר כתוצאה מתנועת 1849- התווך שבו הוא נע. על תופעה זו הצביע כבר ב ), שהראה שמהירות Fizeau ( פיזוֹ המדען הצרפתי ארמנד האור במורד הזרם גבוהה ממהירות האור במעלה הזרם. הגילוי של פיזו השפיע מאוד על פיתוחה של תורת היחסות הפרטית על ידי אלברט איינשטיין. כעת, לראשונה, בנו חוקרי הטכניון התקן פוטוני שבו אלומות מנוגדות של אור מתקדמות במהירויות שונות. מדובר בהתקן אופטי כדורי המסתובב במהירות גבוהה. לתוך ההתקן משוגרות אלומות אור משני כיוונים מנוגדים. האור שמגיע מימין מסתובב בהיקף הכדור עם כיוון סיבוב הכדור; האור שמגיע משמאל מסתובב נגד כיוון הסיבוב ולכן נע במהירות נמוכה יותר. אפשר לומר שהאור נגרר עם ההתקן. ההתקן נבנה בבית המלאכה לניפוח זכוכית בטכניון ממוט זכוכית שקצהו הותך לכדור ברדיוס של מילימטר. מקור האור הוא סיב אופטי דקיק בקוטר מאית מעובי שערה, הנמצא במרחק של ננומטרים ספורים מהכדור. הכדור, שהוא המהוד, מסתובב במהירות עצומה - שפת הכדור נעה במהירות של קמ"ש - והאור המגיע מהסיב מסתובב בתוכו אלפי 300- כ פעמים. לדברי פרופ' כרמון, "אנחנו מקווים שסללנו דרך לסוג חדש של התקנים אופטו-מכניים המבוססים על כוחות אופייניים למרחקים ננומטריים. הכוחות הפועלים במרחקים אלה הם כוחות קזימיר וכוחות ואן דר ואלס - כוחות חזקים מאוד, שמקורם באפקטים קוונטיים, שעד כה כמעט לא נעשה בהם שימוש בהתקנים מכניים בכלל ובמהודים בפרט. לא מזמן הדגמנו לראשונה סוג חדש של לייזר שבו גלי מים גורמים לפליטת האור; עוד הדגמנו בפעם הראשונה מיקרו- לייזר שבו גל אקוסטי גורם לפליטת האור. ייתכן שבעתיד נוכל ליצור במהודים החדשים לייזרים המבוססים על כוחות קזימיר וכוחות ואן דר ואלס." את המחקר הוביל פרופ' כרמון עם קבוצת המחקר שלו ועם ). אתהניסוי CREOL שותפיהם בקולג' לאופטיקה ופוטוניקה ( ערכו רפי דהן, שהיה אז סטודנט לתואר שני, והדוקטורנט שי מעייני. פרופ' כרמון מדגיש כי חמשת המחברים הראשונים של המאמר הם אנשי הפקולטה להנדסת מכונות בטכניון, בכללם יורי קליגרמן ואדוארד מוזס שביצעו את החישובים. , "מעגל האור" I-CORE במחקר תמכו מרכז המצוינות ומשרד המדע, הטכנולוגיה והחלל. 17 מדווח: מבודד Nature אופטי ראשון מסוגו פותח על ידי פרופ' טל כרמון מהפקולטה להנדסת מכונות פרופ' טל כרמון