Квантовый торнадо будет крутить колеса наномеханизмов

Охотникам за ураганами, ищущим следующий объект для изучения, торнадо, вероятно, придется покинуть долину Tornado Alley и выдвинуться в направлении ближайшего электронного микроскопа. Ведь команде ученых из Антверпенского университета (University of Antwerpen) и Венского технического университета (TU Vienna) удалось получить миниатюрный квантовый торнадо, заставив вращаться луч электронов, подобный лучу, используемому в электронных микроскопах. Подробные результаты этих исследований были опубликованы в последнем выпуске журнала Nature.

До последнего времени еще никому не удавалось создать «вихревые» лучи света или другого излучения, несмотря на то, что исследования в этой области проводились различными группами ученых. Для чего же это нужно? Ответ прост - вращающийся поток, подобно вращающемуся потоку воздуха торнадо, может использоваться для того, что бы привести в движение наночастицы или крутить крошечные колеса микроскопических двигателей наномеханизмов.

Команда ученых, возглавляемая профессором Петером Шатчнайдером (Peter Schattschneider), создала квантовый торнадо, пропуская плоский электронный луч сквозь платиновый экран специальной формы, размером всего в несколько миллионных долей милиметра. Когда луч проходил сквозь решетку он распадался, дифрагировал, на три луча, один из которых вращался направо, второй - налево, а третий не вращался совсем. После этого, сложив снова эти три луча, ученым удалось получить вихрящийся электронный луч. Изменяя форму и шаг дифракционной решетки, ученым удалось добиться того, что можно было управлять интенсивностью каждого из трех результирующих лучей, делая его сильнее, чем остальные два.