Iznimni prsten Marina Soljačića

Briljantni hrvatski znanstvenik otkrio fenomen za povećanje snage lasera

Marin Soljačić i mit – Otkriće takozvanog "iznimnog prstena", odnosno kontinuiranog prstena iznimnih točaka, otvara nove putove u istraživanju primijenjenih znanosti i tehnologije, poput moćnijih lasera, preciznih optičkih senzora i drugih uređaja – Tim fizičara s MIT-ja, među kojima je i ugledni hrvatski izumitelj Marin Soljačić, pronašao je neobičan fenomen koji nastaje u takozvanim 'Diracovim stožcima', pojavi koja je učestala u dvodimenzionalnim materijalima, poput grafena i koja je u posljednjih deset godina bila u središtu mnogih važnih otkrića u fizici.

Fizičari već dugo vremena znaju za postojanje jedinstvenih točaka u kojima dva fizička stanja materije srastaju u jedno. Fizičari ih još zovu i "iznimne točke'. Te točke rađaju protuintuitivan fenomen, gdje materijal koji je većinom neproziran, odaje dojam prozirnosti i kroz koji se svjetlost može kretati u jednom, ali ne i drugom smijeru. Otkriće takozvanog "iznimnog prstena", odnosno kontinuiranog prstena iznimnih točaka, otvara nove putove u istraživanju primijenjenih znanosti i tehnologije, poput moćnijih lasera, preciznih optičkih senzora i drugih uređaja, ističu istraživači s MIT-ja. U njihovom slučaju, fenomen "iznimnih prstenova" pronađen je u komadu nanostrukturiranog materijala koji se naziva fotonički kristal.

Rezultati njihovog istraživanja objavljeni su u prestižnom znanstvenom časopisu Nature, a u istraživanju su osim Marina Soljačića, sudjelovali i Bo Zhen s MIT-ja, Chia Wei Hsu s Yalea, John Joannopolous s MIT-ja te petero drugih znanstvenika. Njihov rad predstavlja prvi eksperimentalni prikaz prstena iznimnih točaka te je to i prva studija koja se povezuje s istraživanjem iznimnih točaka s fizikalnim konceptima simetrije paritet-vremena i Diracovih stožaca. Iako su i druge skupine znanstvenika proučavale prstenje iznimnih točaka, znanstvenici s MIT-ja otkrili su novu vrstu tog prstena. "Umjesto gubitka absorpcije, mi smo usvojili novi mehanizam gubitka – gubitak zračenja – koji ne utječe na performanse uređaja. Štoviše, gubitak zračenja je koristan te nužan u uređajima poput lasera", ističe Zhen.

Hrvatski fizičar i izumitelj Soljačić već vidi potencijalnu tehnološku primjenu ovog revolucionarnog otkrića. "Jedna važna moguća primjena ovog rada je u stvaranju moćnijih laserskih sustava, od onih koje omogućuje dosadašnja tehnologija", ističe hrvatski znanstvenik. "Laseri fotoničkih kristala su vrlo obećavajući kandidat za iduću generaciju visoko kvalitetnih, snažnih i kompaktnih laserskih sustava i mi procjenjujemo da možemo poboljšati izlaznu snagu takvih lasera za faktor od najmanje 10", kaže Soljačić.

Isto tako, ovo otkriće može poboljšati i dosadašnje visoko precizne detektore bioloških i kemijskih materijala i supstancija, jer njihov sustav karakterizira ekstremna osjetljivost, zbog egzotinih svojstava iznimnih točaka, gdje njihova reakcija na smetnje nije linearna sa snagom tih smetnji. Drugim riječima, otkrivanje supstance čiji tragovi u uzorku su slabi, više ne moraju biti teško primjetljivi. Primjerice, ako je koncentracija traženog uzorka reducirana milijun puta, u klasičnim senzorima signal se linearno smanjuje milijun puta, dok sustav znanstvenika s MIT-ja više nije linearan, a signal se smanjuje samo 1000 puta što povećava njegovu responzivnost na detektore, pojašnjava Hsu.

http://direktno.hr/en/2014/direkt/24786/Brilijantni-hrvatski-znanstvenik-otkrio-fenomen-za-pove%C4%87anje-snage-lasera.htm