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Superlente da record infrange il limite di diffrazione
Devono essere passati 10 anni da quando John Pendry dell'Imperial College di Londra ha inventato l'idea delle superlenti. Fino ad allora, i fisici avevano pensato che la risoluzione di tutte le lenti fosse limitata da un fenomeno chiamato limite di diffrazione, che sostiene che non si può vedere nulla di più piccolo di circa la metà della lunghezza d'onda della luce illuminante.
Questo è vero se osservi la componente di propagazione delle onde luminose. Ma la luce registra anche dettagli più piccoli della lunghezza d'onda nelle sue componenti evanescenti, che non si propagano. Almeno non di solito. Ciò che Pendry ha mostrato è che i componenti evanescenti possono propagarsi in un materiale con un indice di rifrazione negativo, e ha sottolineato che una sottile pellicola di argento dovrebbe avere le proprietà giuste.
Da allora, è iniziata la corsa alla costruzione di superlenti. Nel 2005, Nicolas Fang dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign ne ha creato uno in grado di registrare dettagli piccoli fino a un sesto di una lunghezza d'onda. Questo è stato un miglioramento significativo rispetto al limite di diffrazione, ma perché non meglio?
Si scopre che i film d'argento spessi solo poche decine di nanometri sono estremamente difficili da realizzare. In questa scala, l'argento tende a raggrupparsi in isole, come l'acqua sulla plastica, rendendo il film piuttosto irregolare. Ciò riduce drasticamente la capacità delle onde evanescenti di propagarsi.
Ora Fang e alcuni amici, tra cui Stan Williams degli HP Labs, a Palo Alto, in California, hanno scoperto come rendere lisci i film sottili d'argento. Il trucco è far crescere l'argento su uno strato di germanio, che lo costringe a formare una pellicola liscia e sottile.
Questo nuovo obiettivo è un enorme miglioramento. Con una risoluzione record di un dodicesimo della lunghezza d'onda della luce, apre un'area di imaging completamente nuova quando estesa al campo lontano, un'impresa che può essere ottenuta incollando una superficie ondulata d'argento sopra la superlente, dice la squadra.
E una risoluzione maggiore dovrebbe essere ancora possibile: il limite teorico è un ventesimo di lunghezza d'onda.
Fang e co concludono con la drammatica previsione che queste superlenti dovrebbero consentire di filmare le molecole in azione in tempo reale con la luce visibile.
Dovrebbe essere un film impressionante.
Rif: arxiv.org/abs/0906.1213 : Imaging su scala molecolare con una superlente liscia