Light Bends Matter, Überraschende Wissenschaftler

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Licht kann materie verdrehen, laut einer neuen studie, bei der bänder von nanopartikeln beobachtet wurden, die sich als reaktion auf licht verdrehen.

Licht kann Materie verdrehen, laut einer neuen Studie, bei der Bänder von Nanopartikeln beobachtet wurden, die sich als Reaktion auf Licht verdrehen.

Die Wissenschaftler wussten, dass Materie Licht verbiegen kann - Prismen und Gläser beweisen dies leicht genug. Das umgekehrte Phänomen zeigte sich jedoch bis vor kurzem nicht.

Die Forscher stellten Nanopartikelketten auf, bei denen es sich um winzige Substanzklumpen im Nanometerbereich handelt (ein Nanometer ist ein Milliardstel eines Meters). In einem dunklen Labor verknüpften die Wissenschaftler Nanopartikel zu Bändern. Zuerst waren die Nano-Bänder flach, aber als ein Licht auf sie schien, rollten sie sich zu Spiralen zusammen.

Die Entdeckung war so neu, dass die Forscher den eigenen Ergebnissen zunächst skeptisch gegenüberstanden.

"Ich habe es am Anfang nicht geglaubt", sagte der leitende Forscher Nicholas Kotov, Ingenieur an der University of Michigan. "Um ehrlich zu sein, haben wir dreieinhalb Jahre gebraucht, um wirklich herauszufinden, wie Lichtphotonen zu solch einer bemerkenswerten Veränderung in starren Strukturen führen können, die tausendmal größer sind als Moleküle."

Die Oberfläche der Nanopartikel in diesem Experiment bestand aus Cadmiumsulfid. Zunächst hatten sie eine leicht negative elektromagnetische Ladung. Wenn jedoch Photonen oder Lichtteilchen auf die Nanopartikel treffen, erregt ihre Energie Elektronen auf den Nanopartikeln, was zu chemischen Reaktionen führt, die sie noch negativer aufladen. Da sich zwei negative Ladungen abstoßen, verstärkten sich die Nanopartikel stärker.

"Was passiert ist, ist eine Schicht aus Nanopartikeln, die sich von den anderen abstößt, so dass sie mechanischen Stress erzeugt, und um diesen Stress zu lösen, dreht sich das Band selbst", sagte Kotov gegenüber WordsSideKick.com. "Es ist sehr ähnlich, was passiert, wenn Sie ein Weihnachtsband auf einer Geschenkbox spannen und es vom flachen Band zur Spirale wird."

Diese Spiralstruktur sei sehr wichtig für die Optik und könne zur Entwicklung neuer Materialien für eine Vielzahl von Technologien führen.

Kotov und sein Team beschreiben ihre Ergebnisse in der Ausgabe der Zeitschrift Science vom 17. März.

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