Vědci objevili nové částice, které by mohly tvořit základ budoucí technologické revoluce založené na fotonických obvodech a vést k vývoji ultrarychlých výpočetních metod založených na světle. Výpočetní technika je dnes založena na elektronice, kde se elektrony používají ke kódování a přenášení informací. Vzhledem k určitým základním omezením, jako je ztráta energie během odporového zahřívání, se očekává, že fotony přijdou nahradit elektrony a budou futuristické počítače založené na světle, které budou mnohem rychlejší a účinnější než elektronické.
Fyzici z University of Exeter učinili důležitý krok k tomuto cíli tím, že objevili nové částice, které jsou z poloviny světla, z poloviny hmoty a které zdědily řadu pozoruhodných vlastností z grafenu.
Co nahradí elektroniku?
Objev vědců otevírá dveře vývoji fotonických obvodů, které využívají k přenosu informací místo elektronů alternativní částice známé jako masové Diracké polaritony.
Dirac polaritony pocházejí z voštinových metasurfaces, což jsou ultratenké materiály upravené nanomateriálovými strukturami, které jsou mnohem menší než vlnová délka světla.
Jedinečnou vlastností částic Dirac je to, že napodobují bezmasé relativistické částice, což jim umožňuje cestovat velmi efektivně. Tato skutečnost činí z grafenu jeden z nejvíce vodivých materiálů, které jsou člověku známy.
Navzdory neobvyklým vlastnostem takových materiálů je však jejich ovládání extrémně obtížné. Například v grafenu není možné zapínat a vypínat elektrické proudy pomocí jednoduchého elektrického potenciálu, což omezuje potenciální použití grafenu v elektronických zařízeních. Tuto zásadní chybu - nedostatek přizpůsobení - fyzikové na Exeterské univerzitě úspěšně překonali.
Propagační video:
Vědci ukázali, že vložením voštinových metasurfaces mezi dvě reflexní zrcadla a změnou vzdálenosti mezi nimi je možné vyladit základní vlastnosti poiraritonů Dirac jednoduchým, kontrolovatelným a reverzibilním způsobem. Toho bylo také dosaženo, protože Diracova polaritony jsou směsí složek světla a hmoty. Právě tato hybridní povaha umožňuje vyladit jejich základní vlastnosti manipulací pouze se světelnou složkou, což nelze provést v grafenu.