A tudósok új részecskéket fedeztek fel, amelyek képesek lehetnek a fotonikus áramkörökön alapuló jövőbeli technológiai forradalom alapjául szolgálni és a fényen alapuló rendkívül gyors számítási módszerek kifejlesztéséhez vezethetnek. A mai számítástechnika az elektronikán alapul, ahol az elektronokat információ kódolására és hordozására használják. Bizonyos alapvető korlátozások, például az ellenállásos melegítés során fellépő energiaveszteség miatt várhatóan a fotonok felváltják az elektronokat, és lesznek olyan fényen alapuló futurisztikus számítógépek, amelyek sokkal gyorsabbak és hatékonyabbak, mint az elektronikusak.
Az Exeteri Egyetem fizikusai fontos lépést tettek e cél elérése érdekében, felfedezésével olyan új részecskéket, amelyek félig könnyűek, félig anyagsak és számos figyelemre méltó tulajdonságot örökölnek a grafénből.
Mi helyettesíti az elektronikát?
A tudósok felfedezése megnyitja az ajtót a fotonikus áramkörök kialakulásához, amelyek alternatív részecskéket, mint tömeg nélküli Dirac polaritonokat használnak, hogy az elektronok helyett információt továbbítsanak.
A dirac polaritonok a méhsejt metasurches-ekből származnak, amelyek rendkívül vékony anyagokból készültek, amelyek nanoméretű szerkezete sokkal rövidebb, mint a fény hullámhossza.
A Dirac részecskék egyedülálló tulajdonsága, hogy tömeg nélküli relativista részecskéket utánoznak, lehetővé téve számukra, hogy nagyon hatékonyan mozogjanak. Ez a tény a grafént az egyik legismertebb anyagnak tekinti az ember számára.
Az ilyen anyagok szokatlan tulajdonságai ellenére azonban rendkívül nehéz ellenőrizni őket. Például a grafénben lehetetlen be- és kikapcsolni az elektromos áramot egy egyszerű elektromos potenciál használatával, ami korlátozza a grafén potenciális felhasználását az elektronikus eszközökben. Ezt az alapvető hibát - a testreszabás hiányát - az Exeteri Egyetem fizikusai sikeresen legyőzték.
Promóciós videó:
A tudósok kimutatták, hogy a két fényvisszaverő tükrök között a méhsejt metaszerkezetek beágyazásával és a köztük lévő távolság megváltoztatásával a Dirac polaritonok alapvető tulajdonságait egyszerű, ellenőrizhető és visszafordítható módon hangolhatja be. Ezt azért is sikerült elérni, mert a Dirac polaritonok a fény és az anyag alkotóelemei. Ez a hibrid természet teszi lehetővé azok alapvető tulajdonságainak hangolását, csak a könnyű komponens manipulálásával, ami nem lehetséges a grafénben.