Oamenii de știință au descoperit noi particule care ar putea sta la baza unei viitoare revoluții tehnologice bazate pe circuite fotonice și care pot conduce la dezvoltarea de metode de calcul ultra-rapide bazate pe lumină. Calculul de astăzi se bazează pe electronică, unde electronii sunt folosiți pentru a codifica și transporta informații. Datorită anumitor limitări fundamentale, cum ar fi pierderea de energie în timpul încălzirii rezistive, este de așteptat ca fotonii să vină pentru a înlocui electronii și vor exista computere futuriste bazate pe lumină care vor fi mult mai rapide și mai eficiente decât cele electronice.
Fizicienii de la Universitatea din Exeter au făcut un pas important către acest obiectiv descoperind noi particule care sunt pe jumătate ușoare, pe jumătate materie și care moștenesc o serie de proprietăți notabile din grafen.
Ce va înlocui electronica?
Descoperirea oamenilor de știință deschide ușa dezvoltării circuitelor fotonice care folosesc particule alternative, cunoscute sub numele de polaritoni Dirac fără masă, pentru a transmite informații în loc de electroni.
Politonii dirac își au originea în metasurfacele cu fagure, care sunt materiale ultra-subțiri proiectate cu structuri la nano-scară mult mai scurte decât lungimea de undă a luminii.
O proprietate unică a particulelor Dirac este aceea că imită particule relativiste fără masă, permițându-le să călătorească foarte eficient. Acest fapt face ca grafenul să fie unul dintre cele mai conductoare materiale cunoscute de om.
Cu toate acestea, în ciuda proprietăților neobișnuite ale unor astfel de materiale, acestea sunt extrem de dificil de controlat. De exemplu, în grafen, este imposibil de a porni și dezactiva curenții electrici folosind un potențial electric simplu, ceea ce limitează utilizarea potențială a grafenului în dispozitivele electronice. Acest defect fundamental - lipsa de personalizare - a fost depășit cu succes de către fizicienii de la Universitatea din Exeter.
Video promotional:
Oamenii de știință au arătat că, prin încorporarea metasurfacților din fagure între două oglinzi reflectorizante și modificarea distanței dintre ele, este posibil să se regleze proprietățile fundamentale ale polaritonilor Dirac într-un mod simplu, controlabil și reversibil. Acest lucru a fost realizat, de asemenea, deoarece polaritonii Dirac sunt un amestec de componente de lumină și materie. Această natură hibridă face posibilă reglarea proprietăților lor fundamentale prin manipularea numai a componentei ușoare, care nu poate fi realizată în grafen.
