Para saintis dari Universiti ITMO dan Institut Fizik dan Teknologi Moscow telah membuktikan bahawa objek kecil, seperti benda besar, mampu menyerap cahaya sepenuhnya. Hasil penyelidikan akan membantu dalam penciptaan teknologi kompak baru untuk penghantaran tenaga dan maklumat tanpa wayar.
Artikel itu diterbitkan di majalah Laser & Photonics Reviews. Cahaya dapat berinteraksi dengan jirim dengan cara yang berbeza: ia dapat dipantulkan daripadanya, tersebar olehnya atau diserap olehnya. Selalunya, proses ini berlaku secara serentak. Dalam kebanyakan kes, ini tidak menjadi masalah. Walau bagaimanapun, ada tugas di mana hanya penyerapan maksimum yang diperlukan dari bahan. Sebagai contoh, untuk operasi loji tenaga suria, di mana secara harfiah setiap foton yang dipantulkan dari permukaan bateri solar dapat menyebabkan penurunan efisiensi.
"Gelombang cahaya terdiri daripada zarah cahaya, foton. Setiap kali jatuh pada bahan "gelap" atau legap seperti arang batu, cat, atau permukaan jalan aspal, ia hanya kehilangan sebahagian kecil tenaganya. Hanya sebahagian foton yang diubah menjadi tenaga terma, sementara selebihnya mudah dipantulkan, tersebar atau "melalui dan melalui" melewati bahan penyerap, "jelas Denis Baranov, penyelidik kanan di MIPT.
Para saintis di seluruh dunia berusaha mengurangkan bilangan foton yang hilang ke minimum, dan idealnya menjadi sifar. Sebelum ini, penyelidik telah berjaya mencapai kesan penyerapan lengkap pada objek yang sangat besar, ukurannya berkali-kali lebih besar daripada ukuran sinar. Namun, untuk badan kecil, masalah ini masih belum dapat diselesaikan hingga sekarang. Para saintis dari ITMO dan Institut Fizik dan Teknologi Moscow adalah orang pertama yang mengira ciri objek kecil yang dapat menyerap cahaya kejadian sepenuhnya.
"Dalam proses pengiraan, kami berjaya mengurangkan masalah analitik yang kompleks kepada persamaan yang lebih sederhana - persamaan Fredholm dari jenis kedua. Setelah menyelesaikannya, kami menemui nisbah parameter zarah dan cahaya yang ideal untuk penyerapan lengkap pada skala nano. Penting bahawa nisbah ini juga berfungsi pada tingkat mikro atau objek dengan saiz bateri telefon atau komputer riba,”kata Aleksey Proskurin, seorang pelajar siswazah di Universiti ITMO.
"Penyerapan tenaga elektromagnetik adalah teras banyak peranti moden. Mengurangkan ukuran penyerap akan menjadikan peranti akhir jauh lebih kecil. Kami berharap hasil yang diperoleh dapat membantu dalam mewujudkan antena gelombang mikro dan optik kompak, serta alat yang efisien untuk penghantaran tenaga tanpa wayar,”kata Andrei Bogdanov, profesor bersekutu di Universiti ITMO.