Еще в начале семидесятых годов прошлого века была предложена так называемая оптическая микроскопия ближнего поля. Дело в том, что вблизи границ раздела сред или различных объектов, помимо обычных волн, существуют так называемые нераспространяющиеся электромагнитные волны, которые быстро, на расстояниях порядка длины волны, затухают и обычно не переносят энергию. Однако если вблизи такой границы на расстоянии меньше длины волны поместить другой интересующий нас объект, то его влияние на нераспространяющиеся волны можно зарегистрировать. На квантовом языке это означает, что фотоны будут туннелировать из одного объекта в другой.
Этот эффект используют в микроскопах ближнего поля. В них остро заточенный световод с отверстием на конце сканирует образец, находясь от него на расстоянии меньше длины световой волны. Если фотоны туннелируют в образец, то отражение от конца световода слегка уменьшается и регистрируется аппаратурой. Так можно "рассмотреть" детали много меньше длины световой волны, обойдя дифракционный предел. Однако эта технология дорога и по многим параметрам проигрывает атомно-силовым микроскопам.
Новый пик интереса к технологиям ближнего поля возник на рубеже тысячелетий с появлением метаматериалов с отрицательным показателем преломления. Они позволяют усиливать компоненты нераспространяющихся волн и "фокусировать" их вблизи своей поверхности, но сильно страдают от потерь, поглощая слишком много энергии поля. Есть и ряд других экзотических предложений, однако большинство из них очень трудно реализовать на практике.
В новом методе ученые предложили использовать для дополнительной фокусировки ближнего поля тонкий экран с несколькими щелями специально подобранной формы. Щели прорезаны так, чтобы волны ближнего поля от них в сумме давали более резкий фокус. Например, в экспериментах с радиоволнами частотой 10 ГГц и длиной волны три сантиметра использовали стальной экран толщиной 0,15 мм с центральной щелью 13,2х1,2 мм и двумя сателлитами 17х0,6 мм по бокам на расстоянии 3 мм от центральной щели. Экран облучали плоской волной, которая фокусировалась в пятно размером 5,2 мм на расстоянии 4,5 мм за экраном. Эксперименты подтвердили теорию, предсказывающую, что большее количество подходящих щелей позволит добиться еще лучшей фокусировки.
Та же картина должна наблюдаться и в оптическом диапазоне, хотя тут толщина экрана и ширина щелей должна составлять лишь десятки нанометров. Кроме того, задача осложняется необходимостью учета и компенсации потерь на поглощение света плазмонами металла.
Пока неясно, удастся ли приспособить этот метод для фокусировки света при производстве чипов с помощью традиционной фотолитографии и сможет ли он конкурировать с альтернативными технологиями. Многое еще предстоит проверить в экспериментах. Однако уже нет сомнений, что такое простое и эффективное решение найдет множество практических приложений. ГА
Уже почти два десятка лет сотрудники журнала "Анналы невероятных исследований" (www.improb.com) ведут непримиримую борьбу с занудами, убежденными в том, что наука - это монотонное и тоскливое занятие. Результат налицо: ежегодно вручаемая ими "Шнобелевская премия" (Ig Nobel Prize) известна миру не меньше, чем ее прославленная прародительница. Каждый раз в преддверии раздачи самых престижных научных "слонов" мир с замиранием сердца ждет оглашения имен очередных кавалеров "шнобелевки", чьи забавные изыскания способны рассмешить самое неулыбчивое научное светило. Не стал исключением и нынешний октябрь, принесший очередное, восемнадцатое, пополнение в сонм лауреатов.
Не исключено, что нелестный эпитет "одноклеточный" скоро потеряет прежнюю силу. Порукой тому открытие японско-венгерской группы биологов - кавалеров награды в номинации "наука о познании". Согласно результатам их исследований, простейшие организмы способны решать несложные головоломки, а также находить выход в примитивном лабиринте. Если зачатки интеллекта присущи даже амебам, что уж говорить о более сложных организмах. Так что, пожалуй, вполне своевременной выглядит "премия мира", присужденная в нынешнем году швейцарскому Федеральному комитету по этике. Из-под пера сих государственных мужей вышла в свет брошюра под названием "Достоинство живых существ в уважении к растениям" - первый в мире документ, декларирующий наличие чести и достоинства у "зеленых друзей". Что ж, со временем, когда каждое уважающее себя растение обзаведется личным адвокатом, порча зеленых насаждений будет крепко бить по карману: во что обойдется одна лишь моральная компенсация пострадавшим!