Prelomový objav v oblasti fotonických technológií prinesie ultrarýchle počítače

Vedci už desaťročia teoretizujú o možnosti manipulovať s optickými vlastnosťami svetla pridaním nového rozmeru – času. Tento koncept sa teraz stal realitou vďaka odborníkom na nanofotoniku zo School of Engineering and Physical Sciences v škótskom Edinburghu. Prelomový objav tímu vznikol na základe experimentov s nanomateriálmi známymi ako transparentné vodivé oxidy (transparent conducting oxides – TCO).

Ide o špeciálne sklo, ktoré dokáže meniť spôsob, ako sa svetlo pohybuje materiálom. Tieto zlúčeniny sa bežne používajú v solárnych paneloch a dotykových obrazovkách a dajú sa vytvarovať ako ultratenké vrstvy s rozmermi len 250 nanometrov (0,00025 mm), čo je menej ako vlnová dĺžka viditeľného svetla. Výskumnému tímu vedenému Dr. Marcellom Ferrerom, docentom nanofotoniky, sa podarilo „vymodelovať“ spôsob, akým TCO reagujú, a to ožarovaním materiálu ultrarýchlymi svetelnými impulzmi.

^{Zdroj Foto: Heriot-Watt University} 

Výsledná časovo upravená vrstva dokázala súčasne ovládať smer a energiu jednotlivých častíc svetla, známych ako fotóny, čo je funkcia, ktorá bola doteraz nedosiahnuteľná. Objav je priamo spojený s možnosťou spracovávať údaje oveľa väčšou rýchlosťou a objemom, než je možné v súčasnosti. Očakáva sa, že bude mať transformačný vplyv vo viacerých kľúčových oblastiach, ako sú optické počítače a umelá inteligencia, integrované kvantové technológie a ultrarýchla fyzika.

„Použitím nelineárneho materiálu na plné využitie optickej šírky pásma môžu spoločnosti a veľké organizácie spracovať oveľa viac informácií. To bude mať okrem iného obrovský prínos pre dátové centrá a pokrokové technológie umelej inteligencie a bude základom nových vzrušujúcich technológií, ktorým v súčasnosti nedokážeme úplne porozumieť,“ povedal Dr. Ferrera.

„Veda a technológie sa snažia napodobniť ľudský mozog, ale pomocou elektronického hardvéru. Materiály, na ktorých pracujeme, sú zložkami smerujúcimi k tomuto cieľu, ktoré môžu znížiť spotrebu energie týchto výpočtových jednotiek, znížiť náklady a zvýšiť výpočtový výkon.“ Podstata ich prelomového objavu spočíva v schopnosti manipulovať s TCO a ovládať tak rýchlosť, ktorou sa fotóny pohybujú.

Táto novoobjavená schopnosť pridáva „štvrtý rozmer“ a umožňuje mimoriadne transformácie svetla vrátane zosilnenia, vytvárania kvantových stavov a nových foriem ovládania svetla. Táto nová trieda časovo premenných médií je najväčším skokom vpred smerom k dokonalému opticky ovládateľnému materiálu za posledné desaťročia. Zistenia boli publikované v recenzovanom časopise Nature Photonics.

Zdroj: eurekalert.org.

^{Zdroj Foto: depositphotos.com.}