В ближайшем будущем сотовые телефоны помимо прочих современных “наворотов” смогут содержать в своем корпусе микроскоп с ультравысоким разрешением вместе с вездесущей камерой, благодаря прорыву профессора Мичиганского технологического университета Дерду Гуни.

Такая суперлинза сделала бы вирус видимым в капле крови, разрешая объекты с поперечником порядка 100 нм.

Оптические линзы ограничены так называемым пределом дифракции, который означает, что не существует в принципе такого оптического инструмента, с помощью которого можно разглядеть отчетливо (или как говорят оптики и астрономы – разрешить) объект, размеры которого меньше 200 нм.

Сканирующие электронные микроскопы, в принципе, понижают этот предел до размеров порядка нанометра, но они является дорогими, большими и тяжелыми.

Техника профессора Гуни основана на метаматериалах. Когда плазмоны, являющиеся по сути заряженными колебаниями около поверхности тонких металлических пластин, объединяются со специальными наноструктурами, возбуждаемые электромагнитным полем, то вместе они собирают световые волны от объекта и преломляют его в тех направлениях, в которых обычные природные материалы отбрасывать свет не могут. Такой феномен еще называется отрицательным преломлением (отрицательной рефракцией, negative refraction).

Это позволяет линзе преодолевать предел дифракции. И, в отличие от других методов, это работает во всем диапазоне световых волн.

Такое свойство метаматериалов может распространяться, на случай электромагнитных волн инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой частей спектра.

Открытие может найти применение в литографии – процессе производства микросхем, используемом при создании электроники.

«Линза определяет масштабы объекта, которые Вы можете достичь, и заменяя старую линзу на новую суперлинзу, Вы сможете достичь меньших масштабов по более низкой стоимости. Вы сможете сделать столь маленькие устройства, какие вам будут угодны,» – говорит Гуни.

Более того суперлинзу можно создать компактной и недорогой, что позволит ее включать в такие устройства, как смартфоны -, говорит Гуни.

«Доступ общественности к мощным микроскопам незначителен,» говорит он. «С суперлинзами каждый мог бы быть ученым. Люди могли размещать результаты своих маленьких исследований, скажем, в Facebook или Twitter. Это могло бы только вдохновить научное сообщество.»

Перевод и редакция выполнены Филипповым Ю.П.