מגזין הטכניון

מחקר ופיתוח

וקרים מהפקולטה להנדסת חשמל ע”ש ויטרבי מציגים פריצת דרך מדעית-טכנולוגית בתחום

יחד עם עמיתים

Science

האינטראקציה בין אור לחומר. בלב המאמר, המתפרסם בכתב העת

מגרמניה, מוצג מעקב אחר מערבולות פלזמונים ברזולוציית זמן ומרחב חסרת תקדים. היישומים

הפוטנציאליים רבים ומגוונים: אחסון אופטי של מידע, מלקחיים אופטיים (אחיזה של חומר באמצעות

אור), הצפנה קוונטית, מחשוב קוונטי, דימות מיקרוסקופי, יריעות דקות המאופיינות בתכונות מגנטיות

ייחודיות ועוד.

המחבר הראשי של המאמר הוא גרישה ספקטור, הלומד לדוקטורט בהנחייתו של פרופ’ מאיר אורנשטיין

מהפקולטה להנדסת חשמל ע”ש ויטרבי בטכניון. עוד חתומים על המאמר חוקרים מהאוניברסיטאות

הגרמניות קייזרסלאוטרן, דואיסבורג-אסן ושטוטגרט.

פלזמונים הם מעין גלים משטחיים הנובעים מצימוד בין אור לפלזמה של אלקטרונים חופשיים במתכות.

הם נוצרים בממשק שבין חומר מוליך לחומר מבודד מפגיעת אור בחומר ומאופיינים בתכונות פיזיקליות

ייחודיות ובהן קיצור משמעותי של אורך הגל של האור הפוגע. היכולת לעצב מבנים ננומטריים במתכות

)

OAM

מאפשרת יצירה מבוקרת של מערבולות פלזמוניות זעירות הנושאות תנע זוויתי אורביטלי (

ולמעשה לכודות על המשטח.

מהירות הסיבוב הגבוהה של המערבולות הפלזמוניות מאתגרת את מי שרוצה לעקוב אחריהן וללמוד

, המציג הצלחה ראשונה במעקב

Science

את מנגנון היווצרותן. בכך חשיבותו של המאמר הנוכחי ב-

מדויק אחר התפתחותן של מערבולות פלזמוניות ברזולוציה חסרת תקדים של זמן ומרחב.

רקע היסטורי-מדעי

והניסויים שערך ריצ’רד בת’ באמצע

1909-

מאז עבודתו התאורטית של הפיזיקאי ג’ון הנרי פוינטינג ב

, ידוע שהאור מאופיין בתנע זוויתי המזכיר תנועה של סביבון סביב עצמו. באופן ציורי, אפשר

30-

שנות ה

לדמות את האלקטרון לכדור קטן המסתובב סביב עצמו במהירות נתונה (ספין), בדומה לכדור הארץ

או לירח.

שנה התייחסה הקהילה הפיזיקלית לספין כתנע הזוויתי היחיד של הפוטון. עם זאת, בעקבות

100-

התברר כי האור יכול לשאת תנע זוויתי נוסף: תנע

1992-

עבודתו החלוצית של לס אלן שפורסמה ב

). במצב זה האור מתקדם בדומה למדרגות ספיראליות, וחזיתות הגל מסתובבות

OAM

זוויתי אורביטלי (

בקצב של מאות טריליוני סיבובים לשנייה. חברי קבוצתו של פרופ’ ארז חסמן מהפקולטה להנדסת

גרישה ספקטור

פרופ’ מאיר אורנשטיין

של המערבולת

הדינמיקה

פריצת דרך בתחום האינטראקציה בין אור לחומר צפויה להוביל לחידושים

http://science.sciencemag.org/content/355/6330/1187.full למ

אמר:

http://science.sciencemag.org/content/suppl/2017/03/15/355.6330.1187.DC1 : לס

רטונים

מציג את התפתחות המערבולת הפלזמונית )Movie S3( הסרטון השלישי