Félig fény, félig anyagi részecske forradalmasíthatja a számítástechnikát

A tudósok felfedeztek egy új részecskét, ami a fotonikus áramkörök forradalmát hozhatja el, melyek a maiaknál sokkal gyorsabb, fény alapon működő számítógépeket eredményeznek.

A mostani számítástechnika elektronikai alapú; az információ kódolására és szállítására elektronokat használnak.

Mivel ennek a technológiának alapvető fizikai korlátai vannak, mint például a melegedésből adódó energiaveszteség, ezért az elektronok fotonokra történő cseréje idővel elkerülhetetlen lesz. Ezek a fény alapú számítógépek elméletben lényegesen gyorsabbak és hatékonyabbak mint az elektromos társaik.

Az Exeter Egyetem fizikusai most egy fontos lépést tettek a technológia megvalósítása felé; felfedeztek egy félig fény félig anyagi részecskét, ami a grafén lenyűgöző jellemzőinek egy részével is rendelkezik.

A felfedezés megnyithatja a kaput az alternatív részecskék számára – tömegtelen Dirac polariton – a fotonikus áramkörök fejlesztése terén.

A Dirac polariton egy méhsejt alakú metastruktúrán jelenik meg – ami a fény hullámhosszánál lényegesen kisebb nanoméretű ultravékony struktúrájú anyag. A Dirac polaritonok egyik különleges jellemzője, hogy a tömeg nélküli relativisztikus részecskéket utánozzák, aminek köszönhetően nagyon hatékonyan tudnak utazni – emiatt az ember által ismert egyik legjobb vezető a szintén Dirac anyag által alkotott grafén.

Azonban a lenyűgöző tulajdonságaik ellenére, a technológia terjedésében többek között a nehéz irányíthatóságuk jelent problémát. Például a grafén esetében lehetetlen az elektromos potenciál felhasználásával ki/be kapcsolni az elektromos áramot, ami miatt lényegesen nehezebb a grafén elektronikus eszközökben történő integrálása.

Most erre a problémára adhat megoldást az Exeter fizikusainak új felfedezése. Mivel a grafénnál, ahhoz, hogy változtassanak az anyag tulajdonságán, magán a felépítésén is változtatni kell – aminek a megfelelő irányítása igen nehéz feladatnak bizonyult – addig az anyag felületén képzett Dirac polaritonok egy egyedi lehetőséget nyújthatnak, mivel a kettős természetük fényhez hasonló jellemzői lényegesen könnyeben befolyásolhatóak.

A kutatók eredményei szerint, ha a grafén méhsejt szerű metastruktúráját két tükör közé helyezik, akkor a tükrök távolságának változtatásával megváltoztathatóak a Dirac polaritonok alapvető tulajdonságai, ami egy könnyen irányítható és visszaállítható módszert eredményez.

A módszerrel a kutatók annyira le tudták lassítani a Dirac polaritonokat, hogy azok szinte teljesen megálltak és a belső struktúrájukat is olyan mértékben módosítottak, ami a grafénnel önmagával lehetetlen lenne.

Forrás: nature.com

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.