محاسباتی که در مورد چگالی جریان ارتعاشات جمعی بارها (پلاسمون) انجام شده، از ساختار پیچیده ای پرده برمی دارد که می تواند چگونگی تاثیر بازتاب از یک مرز را برملا سازد.

پلاسمون ها ارتعاشات جمعی بارهای الکتریکی در یک ماده اند. مدل هایی که در مورد پلاسمون وجود دارد، معمولاً پلاسمون ها را به عنوان امواج ساده در چگالی الکترون ها توصیف می کنند. اما کار نظری جدید که انجام گرفته پیشنهاد می دهد که این جریان ها در درون پلاسمون ها پیچیده تر از آن است که انتظار می رفت. لیکون شی ( Li-kun Shi ) و جاستین سانگ ( Justin Song ) از آژانس علم، فناوری و پژوهش در سنگاپور، پلاسمون ها را در فلز دوبعدی که در معرض یک میدان مغناطیسی قرار گرفته، مورد تحقیق قرار داده اند. محاسبات آنان نشان می دهد که چگالی جریان محلی، بافت هایی را توسعه می دهد که شبیه ترکیب بندی جوجه تیغ مانند در مواد مغناطیسی معین است. این ساختار مخفی، وقتی از یک مرز بازتابیده می شود، ممکن است به یک جابجایی در موقعیت یک پلاسمون منجر شود.

علاقه ی اخیری که در مورد پلاسمون ها بروز کرده، از طول موج کوتاه و جفت شدگی قوی آن ها به نور نشات می گیرد که می تواند در تصویربرداری و انتقال داده ها بر روی تراشه مفید واقع شود. شی و سانگ در مطالعاتشان بر روی جریان هایی متمرکز شده اند که حول یک پلاسمون چرخیده و جریان جایگزیده را در هر نقطه بعنوان یک جهت «اسپینی» و در جهت شارش جریان نشان می دهد. محاسبات آن ها نشان می دهد که این اسپین ها در یک میدان مغناطیسی چرخیده و الگوی فضایی جوجه تیغ مانند ایجاد می کند که می تواند با یک فاز هندسی توصیف شود. جست وجوی مشابهی در مورد اثر هالِ نور رخ داده است که در آن یک فاز هندسی در قطبش فوتون به جابجایی عرضی در بازتاب می انجامد. شی و سانگ اعتقاد دارند که جابجایی پلاسمون می تواند در گرافن و دیگر مواد دوبعدی نیز مشاهده شود؛ با این مواد می توان فیلترهایی را تحقق بخشید که پلاسمون های معینی را، با جابجایی آن ها به سوی یک ماده ی جاذب، مسدود می کنند.

این پژوهش در فیزیکال ریویوی ایکس انتشار یافته است.

درباره ی نویسنده:

مایکل شیربر ( Michael Schirber ) کمک ویراستار مجله ی فیزیک در لیون فرانسه است.

منبع: