Vedci objavili nové častice, ktoré by mohli tvoriť základ budúcej technologickej revolúcie založenej na fotonických obvodoch a viesť k vývoju veľmi rýchlych výpočtových metód založených na svetle. Výpočty sú dnes založené na elektronike, kde sa elektróny používajú na kódovanie a prenášanie informácií. Vzhľadom na určité základné obmedzenia, ako je strata energie počas odporového zahrievania, sa očakáva, že fotóny prídu nahradiť elektróny a budú existovať futuristické počítače založené na svetle, ktoré budú oveľa rýchlejšie a účinnejšie ako elektronické.
Fyzici na univerzite v Exeteri urobili dôležitý krok k tomuto cieľu objavením nových častíc, ktoré sú z polovice svetla, z polovice hmoty a ktoré zdedili od grafénu niekoľko významných vlastností.
Čo nahradí elektroniku?
Objav vedcov otvára dvere pre vývoj fotonických obvodov, ktoré využívajú alternatívne častice známe ako masové Diracova polaritóny na prenos informácií namiesto elektrónov.
Dirac polaritons pochádzajú z voštinových metasurfaces, čo sú ultra-tenké materiály skonštruované s nanoškálovými štruktúrami, ktoré sú oveľa menšie ako vlnová dĺžka svetla.
Jedinečnou vlastnosťou častíc Dirac je to, že imitujú relatívne masívne relativistické častice a umožňujú im veľmi efektívne cestovať. Táto skutočnosť robí z grafénu jeden z najviac vodivých materiálov, ktorý je človeku známy.
Napriek neobvyklým vlastnostiam takýchto materiálov sú však extrémne ťažké ich kontrolovať. Napríklad v graféne nie je možné zapnúť a vypnúť elektrické prúdy pomocou jednoduchého elektrického potenciálu, ktorý obmedzuje potenciálne využitie grafénu v elektronických zariadeniach. Túto zásadnú chybu - nedostatok prispôsobenia - fyzici na univerzite v Exeteri úspešne prekonali.
Propagačné video:
Vedci preukázali, že vložením voštinových metasurfov medzi dve reflexné zrkadlá a zmenou vzdialenosti medzi nimi je možné vyladiť základné vlastnosti dirackých polaritónov jednoduchým, kontrolovateľným a reverzibilným spôsobom. To sa tiež dosiahlo, pretože poiraritá Dirac sú zmesou zložiek svetla a hmoty. Táto hybridná povaha umožňuje vyladiť ich základné vlastnosti manipuláciou iba so svetelnou zložkou, čo sa nedá urobiť v graféne.