Новая технология значительного замедления скорости света может помочь прорыву в сферах оптической связи и вычислительной техники
Фото: freepik.com
Ученые из Университета Гуанси в Китае и Китайской академии наук смогли снизить скорость света в 10 000 раз и получить гораздо более быстрый фотонный чип. Это устройство, где вместо электронов используются фотоны. Исследование опубликовано в журнале Nano Letters
Замедлить свет удалось благодаря новой технологии изготовления чипа. Это позволило увеличить плотность света и лучше его контролировать.
«Мы считаем, что наша работа открывает совершенно новое направление для реализации сверхсильного взаимодействия света с материей в нанофотонных чипах», — пишут исследователи в своей статье.
Читайте также: Ученые впервые создали ткани мозга с помощью 3D-принтера
Подробнее о технологии
Свет, пролетающий сквозь пустоту космоса, движется только с одной скоростью — 299 792 километра в секунду. Но если на его пути появляется множество электромагнитных полей, подобных тем, что окружают обычную материю, эта необычайная скорость начинает замедляться.
Чтобы управлять скоростью света, необходимо правильно подобрать материал, через которое оно будет проходить. Поэтому ученые применили метод изготовления метаповерхностей — материалов, свойства которых определяет форма и состав наноструктур в них.
В результате были созданы крошечные нанодиски из кремния, которые имели размер в 100 нанометров. Их структура позволила изменять движение света при попадании на поверхность, но при этом не давала ему поглощаться, уменьшая потери.
Также фотоны, которые рассеивались, снова возвращались в основной пучок, отражаясь от наноструктур рядом. Таким образом, направляя фотоны по закрученному пути, чип замедлил движение света в более чем 10 000 раз.
Вас может заинтересовать: Ученые создали материал, который делает поверхность невидимой
Зачем электронике замедленный свет
Почти во всех современных электронных устройствах — ноутбуках, смартфонах, электронике в автомобилях и самолетах — сигналы между различными компонентами микросхем передаются с помощью электрических сигналов.
Но с каждым годом становится все более понятно, что такой подход снижает эффективность: традиционную электронику все сложнее миниатюризировать, ускорить ее работу и при этом снизить энергопотребление.
Именно поэтому выходом могут стать фотонные чипы — устройства, в которых вместо электронов сигналы будут передавать гораздо более быстрые фотоны, не требующие много энергии. Впрочем, до сих пор ученые были в поиске методов, которые позволят упростить производство чипов на основе света.
В частности нужно научиться замедлять свет так, чтобы он не рассеивался и его как можно больше собиралось в определенных точках на чипах. И именно в этом достигли успехов китайские ученые.
В будущем такой чип можно будет использовать в датчиках, лазерах и светодиодах, повышая их эффективность при более низком энергопотреблении.
Напомним, китайский стартап Betavolt представил новую ядерную батарею. Утверждается, что она может вырабатывать электроэнергию в течение 50 лет без необходимости зарядки или обслуживания.
Ознакомьтесь с другими популярными материалами:
Создана беспроводная зарядка, которую можно имплантировать в тело
Ученые создали синаптический транзистор, имитирующий человеческий мозг
Ученые придумали, как предотвратить взрывы аккумуляторов
По материалам Science Alert
Telegram
Viber