Metamaterial anyar: cahaya dina kontrol
Seueur laporan ngeunaan "metamaterial" (dina tanda petik, sabab definisina mimiti kabur) ngajantenkeun urang nganggap aranjeunna ampir panacea pikeun sagala masalah, nyeri sareng watesan anu disanghareupan ku dunya téknologi modéren. Konsep anu paling narik akhir-akhir ieu ngeunaan komputer optik sareng kanyataan virtual.
nuju dina hubungan komputer hypothetical tina mangsa nu bakal datangSabagé conto, urang tiasa nyebatkeun panalitian spesialis ti Universitas TAU Israél di Tel Aviv. Aranjeunna ngarancang nanomaterials multilayer anu kedah dianggo pikeun nyiptakeun komputer optik. Sabalikna, peneliti ti Swiss Paul Scherrer Institute ngawangun zat tilu fase tina samilyar magnet miniatur anu sanggup simulate tilu kaayaan agrégat, ku analogi jeung cai.
Naon anu tiasa dianggo? Urang Israil rék ngawangun. Obrolan Swiss ngeunaan pangiriman data sareng ngarékam, ogé spintronics sacara umum.
Metamaterial tilu-fase anu didamel tina minimagnét anu niru tilu kaayaan cai.
Foton on paménta
Panalungtikan ku élmuwan di Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley di Departemen Énergi bisa ngakibatkeun ngembangkeun komputer optik dumasar kana metamaterials. Aranjeunna ngajukeun pikeun nyiptakeun jinis kerangka laser anu tiasa nangkep bungkusan atom-atom anu tangtu dina tempat anu tangtu, nyiptakeun desain anu ketat, dikontrol. struktur dumasar lampu. Ieu nyarupaan kristal alam. Kalayan hiji bédana - ampir sampurna, teu aya cacad dina bahan alami.
Élmuwan yakin yén maranéhna moal ngan bisa ngadalikeun pageuh posisi grup atom dina "kristal lampu" maranéhanana, tapi ogé aktip mangaruhan paripolah atom individu ngagunakeun laser sejen (deukeut rentang infra red). Aranjeunna baris nyieun eta, contona, dina paménta emit énérgi nu tangtu - malah hiji foton tunggal, nu, nalika dikaluarkeun tina hiji tempat dina kristal, bisa meta dina atom trapped di sejen. Éta bakal janten jinis pertukaran inpormasi anu saderhana.
Kamampuhan pikeun gancang ngaleupaskeun foton dina cara anu dikontrol sareng mindahkeunna kalayan sakedik leungitna tina hiji atom ka atom anu sanés mangrupikeun léngkah ngolah inpormasi anu penting pikeun komputasi kuantum. Hiji tiasa ngabayangkeun ngagunakeun sakabéh arrays foton dikawasa pikeun ngalakukeun itungan pisan kompléks - leuwih gancang ti ngagunakeun komputer modern. Atom anu dipasang dina kristal jieunan ogé tiasa ngaluncat ti hiji tempat ka tempat anu sanés. Dina hal ieu, maranéhna sorangan bakal jadi operator informasi dina komputer kuantum atawa bisa nyieun sensor kuantum.
Élmuwan mendakan yén atom rubidium idéal pikeun tujuanana. Sanajan kitu, atom barium, kalsium, atawa cesium ogé bisa direbut ku kristal laser jieunan sabab mibanda tingkat énergi nu sarupa. Pikeun nyieun metamaterial anu diusulkeun dina ékspérimén nyata, tim panaliti kedah nyandak sababaraha atom dina kisi kristal jieunan sareng tetep di dinya sanaos gumbira kana kaayaan énergi anu langkung luhur.
Realitas maya tanpa cacad optik
Metamaterials tiasa mendakan aplikasi anu kapaké di daérah téknologi anu sanés -. Realitas maya ngagaduhan seueur watesan anu béda. Kasampurnaan optik anu dipikanyaho ku urang maénkeun peran anu penting. Ieu praktis teu mungkin pikeun ngawangun sistem optik sampurna, sabab sok aya nu disebut aberrations, i.e. distorsi gelombang disababkeun ku rupa-rupa faktor. Kami sadar aberasi buleud sareng kromatis, astigmatisme, koma sareng seueur, seueur épék ngarugikeun optik anu sanés. Saha waé anu parantos nganggo sét kanyataanana maya pasti parantos ngalaman fenomena ieu. Mustahil mendesain optik VR anu hampang, ngahasilkeun gambar kualitas luhur, teu aya katumbiri anu katingali (aberasi kromatis), masihan pandangan anu ageung, sareng murah. Ieu ngan teu nyata.
Éta sababna produsén alat VR Oculus sareng HTC nganggo naon anu disebut lensa Fresnel. Hal ieu ngamungkinkeun anjeun pikeun ngirangan beurat sacara signifikan, ngaleungitkeun aberasi kromatik sareng kéngingkeun harga anu kawilang rendah (bahan pikeun ngahasilkeun lénsa sapertos kitu murah). Hanjakal, cingcin réfraktif ngabalukarkeun w lénsa Fresnel a serelek signifikan kontras jeung kreasi glow centrifugal, nu utamana noticeable mana adegan ngabogaan kontras tinggi (tukang hideung).
Sanajan kitu, nembe élmuwan ti Universitas Harvard, dipingpin ku Federico Capasso, junun ngamekarkeun lensa ipis jeung datar ngagunakeun metamaterials. Lapisan struktur nano dina kaca langkung ipis tibatan rambut manusa (0,002 mm). Henteu ngan teu boga drawbacks has, tapi ogé nyadiakeun kualitas gambar leuwih hadé ti sistem optik mahal.
Lénsa Capasso, teu kawas lénsa gilig has anu ngabengkokkeun sarta ngabubarkeun cahaya, ngarobah sipat gelombang cahaya alatan struktur mikroskopis nu nonjol tina beungeut cai, disimpen dina kaca quartz. Unggal lis sapertos refracts cahaya béda, ngarobah arah na. Ku alatan éta, penting pikeun leres ngadistribusikaeun struktur nano (pola) sapertos anu dirarancang komputer sareng diproduksi nganggo metode anu sami sareng prosesor komputer. Ieu ngandung harti yén jenis lénsa ieu bisa dihasilkeun dina pabrik sarua jeung saméméhna, ngagunakeun prosés manufaktur dipikawanoh. Titanium dioksida dipaké pikeun sputtering.
Eta sia mentioning solusi inovatif sejen tina "meta-optik". hyperlenses metamaterialdicandak di Universitas Amérika di Buffalo. Versi mimiti hyperlenses dijieun tina pérak jeung bahan diéléktrik, tapi aranjeunna ngan digawé dina rentang pisan sempit panjang gelombang. Élmuwan kebo ngagunakeun susunan konsentris tina batang emas dina wadah termoplastik. Gawéna dina rentang panjang gelombang cahaya katempo. Para panalungtik ngagambarkeun kanaékan résolusi hasilna tina solusi anyar ngagunakeun endoskop médis salaku conto. Biasana ngakuan objék dugi ka 10 nanometer, sareng saatos masang hyperlenses, éta "turun" dugi ka 250 nanometer. Desain overcomes masalah difraksi, fenomena nu nyata ngurangan resolusi sistem optik - tinimbang distorsi gelombang, aranjeunna dirobah jadi gelombang nu bisa dirékam dina alat optik saterusna.
Numutkeun kana publikasi dina Nature Communications, metode ieu tiasa dianggo di seueur daérah, ti ubar dugi ka observasi molekul tunggal. Éta pantes pikeun ngadagoan alat beton dumasar kana bahan métamétri. Panginten aranjeunna bakal ngijinkeun kanyataan virtual pikeun tungtungna ngahontal kasuksésan nyata. Sedengkeun pikeun "komputer optik", ieu masih rada jauh jeung prospek samar. Nanging, teu aya anu tiasa ditolak ...
