Studiuesit zbulojnë një metodë të re për gjenerimin e rrezatimit termik rrotullues
Studiuesit në Universitetin Purdue kanë bërë një zbulim novator në fushën e rrezatimit termik, duke zbuluar një metodë të re për gjenerimin e rrezatimit termik rrotullues në një mënyrë të kontrolluar dhe efikase duke përdorur sipërfaqe të strukturuara artificialisht, të njohura si metasipërfaqe.
Ekipi, i udhëhequr nga Zubin Jacob, profesor i asociuar i Purdue Elmore i Inxhinierisë Elektrike dhe Kompjuterike, ka publikuar gjetjet në revistën Science Advances, të titulluar “Vëzhgimi i helicitetit optik që nuk zhduket në rrezatimin termik nga metasipërfaqet e thyera nga simetria”.
Rrezatimi termik, i cili buron nga luhatjet e rastësishme të materialeve, konsiderohet tradicionalisht një sinjal jokoherent. Shumica e emetuesve termikë konvencionalë tregojnë polarizim rrethor të dobët deri në zero në nxehtësinë e emetuar. Çuditërisht, rrezatimi termik që arrin në tokë nga shumë objekte astronomike ka polarizim të rëndësishëm rrethor. Ky fenomen intrigues çon në zbulimin e fushave të forta magnetike në disa yje të kondensuar, ofron shpjegime të enigmave rreth universit të hershëm dhe madje siguron një nënshkrim të mundshëm të jetës.
“Rrezatimi termik rrotullues është jashtëzakonisht i rrallë në natyrë dhe gjendet vetëm në disa yje të kondensuar,” tha Jacob. “Puna jonë ofron një mënyrë të re për të gjeneruar këtë lloj rrezatimi, i cili ka potencialin për t’u përdorur në një sërë aplikimesh, duke përfshirë imazhet termike dhe komunikimin.”
Studiuesit zbuluan se duke përdorur një metasipërfaqe të përbërë nga një sërë strukturash në formë F, ata ishin në gjendje të gjeneronin rrezatim termik kryesisht të polarizuar rrethor në të gjitha drejtimet, duke rezultuar në helicitet optik që nuk zhdukej për herë të parë.
Ekipi arriti 39% të kufirit themelor në helicitetin optik me dizajnin e tyre, dhe ata gjithashtu treguan se karakteristikat e fotoneve termike të emetuara mund të përshtaten nga simetritë e metasipërfaqes, duke demonstruar kontroll efektiv mbi rrezatimin termik në vetitë e tij të ndryshme.
“Ky hulumtim mund të ketë implikime të rëndësishme për të kuptuar fenomenin e gjithëpranishëm të rrezatimit termik dhe për zhvillimin e teknologjive të reja,” tha Jacob. Aplikimet e mundshme përfshijnë përdorimin e metasipërfaqes si një burim drite me rreze infra të kuqe të mesme të polarizuar rrethore me kënd të gjerë, me brez të ngushtë, për sensorin optik të gazit dhe imazhe infra të kuqe. Për më tepër, veçoria unike spektrale, hapësinore dhe rrotulluese e emetimit termik të inxhinieruar mund të shfrytëzohet si fenerë pasivë infra të kuqe në mjedise të jashtme, duke i bërë ato të dobishme në teknologjinë e sensorit në distancë.
“Ne jemi jashtëzakonisht të emocionuar për potencialin e këtij zbulimi,” thotë Ph.D. studenti Xueji Wang. “Jo vetëm që thellon të kuptuarit tonë për rrezatimin termik, por gjithashtu hap mundësi të reja për përparime teknologjike në një sërë fushash.”