Oamenii de știință au arătat anterior că lumina poate fi încetinită în anumite scenarii, iar un nou studiu arată o modalitate de a face acest lucru care promite a fi una dintre cele mai utile abordări de până acum.
Cercetătorii din spatele descoperirii, de la Universitatea Guangxi și de la Academia Chineză de Științe din China, spun că metoda lor ar putea beneficia de calcul și comunicații optice.
Lumina se deplasează prin vidul spațiului cu o singură viteză și o singură viteză – 299.792 de kilometri (aproximativ 186.000 de mile) pe secundă. Cu toate acestea, dacă aruncați o grămadă de câmpuri electromagnetice în calea lui, precum cele din jurul materiei obișnuite, acea viteză extraordinară începe să scadă.
Majoritatea materialelor transparente încetinesc puțin lumina. Modificările de viteză sunt cele care fac ca lumina să se îndoaie pe măsură ce se deplasează de la un mediu la altul. Dar punerea frânei necesită materiale speciale precum cristale fotonice sau chiar gaze cuantice ultra-reci.
„Ne imaginăm că munca noastră oferă o direcție complet nouă pentru a obține interacțiuni ultra-luminoase-materie în nanocipurile fotonice.” El scrie Cercetătorii în lucrarea lor publicată.
Noua metodă se bazează pe ceea ce este cunoscut ca Transparență indusă electromagnetic (EIT), care folosește un pic inteligent de înșelăciune cu laser pentru a manipula electronii din interiorul unui gaz stocat în vid – în esență transformându-l din opac în transparent.
Aceasta înseamnă că lumina laser poate trece prin el, dar din cauza modului în care este manipulată, este și încetinită. Acest lucru îl face foarte interesant pentru fizicieni, dar această abordare înseamnă și pierderea multă lumină și energie pe parcurs.
Pentru a reduce această pierdere și a îmbunătăți eficiența întregului sistem, cercetătorii au luat câteva dintre principiile EIT în controlul luminii și au proiectat Material nou Pentru a încetini lumina. Materialul este un tip de metasuprafață – o structură artificială bidimensională care are proprietăți de neegalat în natură.
Suprastructurile proiectate de echipa au fost realizate din straturi foarte subțiri Silicon — la fel ca cipurile de calcul de astăzi — s-au dovedit a fi mult mai bune decât opțiunile existente în modul în care rețin și eliberează energia (în acest caz, din lumină).
Pe baza rezultatelor obținute de cercetători, lumina poate fi încetinită de peste 10.000 de ori în acest sistem. În același timp, pierderea de lumină este redusă de peste cinci ori în comparație cu alte dispozitive Metode comparabile.
Cheia noii abordări este modul în care sunt poziționate cele mai mici blocuri de construcție ale suprafeței – cunoscute sub numele de meta-atomi. În acest caz, ele sunt suficient de apropiate pentru a se amesteca împreună, ceea ce, la rândul său, afectează modul în care este tratată lumina pe măsură ce trece.
Rezultatul final este că toată această știință complexă este de a controla mai bine modul în care se deplasează lumina. Deoarece lumina joacă un rol cheie în orice, de la internetul în bandă largă până la calculul cuantic, există multe aplicații potențiale.
Nu este singurul mod în care oamenii de știință au descoperit Încetiniți și mai mult luminadeparte de histerezisul natural care apare în materiale precum apa, dar eficiența și scalabilitatea sa o fac o opțiune promițătoare pentru studii ulterioare.
„Cu aceste rezultate, studiul nostru deschide o nouă modalitate de a proiecta fluxul de lumină în metasuprafețe.” El scrie Cercetători.
Cercetarea a fost publicată în Mesaje nano.
„Organizator. Scriitor general. Prieten al animalelor de pretutindeni. Specialist în cultură pop. Expert în internet amator. Explorator.”