Предыдущие попытки смешать молекулы со светом были сложны, чтобы произвести и только достижимый при очень низких температурах, но исследователи, во главе с Кембриджским университетом, разработали метод, чтобы произвести эти молекулы ‘полутьмы’ при комнатной температуре.Эти необычные взаимодействия молекул со светом обеспечивают новые способы управлять физическими и химическими свойствами вопроса и могли использоваться, чтобы обработать информацию о кванте, помощь в понимании сложных процессов на работе в фотосинтезе, или даже управлять химическими связями между атомами. О результатах сообщают в журнале Nature.
Чтобы использовать единственные молекулы таким образом, исследователи должны были достоверно построить впадины только одна миллиардная метра (один нанометр) через то, чтобы заманить свет в ловушку. Они использовали крошечный промежуток между золотой наночастицей и зеркалом, и поместили цветную молекулу краски внутри.«Это похоже на зал зеркал для молекулы, только располагаемой на в сто тысяч раз более тонкий, чем человеческие волосы», сказал профессор Джереми Бомберг из Центра NanoPhotonics в Кавендишской лаборатории Кембриджа, который привел исследование.
Чтобы достигнуть смешивания света молекулы, молекулы краски должны были быть правильно помещены в крошечный промежуток. «Нашим молекулам нравится укладывать квартиру на золоте, и было действительно трудно убедить их встать прямо», сказал Рохит Чиккарадди, ведущий автор исследования.Чтобы решить это, команда присоединилась к команде химиков в Кембридже во главе с профессором Ореном Шерменом, чтобы заключить в капсулу краски в полых бочкообразных молекулярных клетках, названных cucurbiturils, которые в состоянии держать молекулы краски в желаемом вертикальном положении.
Когда собрано вместе правильно, молекула, рассеивающая спектр, разделяется на два отделенных квантовых состояния, который является подписью этого ‘смешивания’. Этот интервал в цвете соответствует фотонам, берущим меньше чем одну триллионную секунды, чтобы возвратиться к молекуле.
Ключевой прогресс должен был показать сильное смешивание света, и вопрос был возможен для единственных молекул даже с большим поглощением света в металле и при комнатной температуре. «Нахождение подписей единственной молекулы заняло месяцы сбора данных», сказал Чиккарадди.Исследователи также смогли наблюдать шаги в цветном интервале соответствия государств, были ли один, два, или три молекулы в промежутке.