Tıpkı elektronları kontrol etmek gibi, bilim adamları ilk kez yarattılar: fotonların sözde manyetizmasının hassas kontrolü
Kuantum bilgisayarlar gibi geleceğin teknolojilerini geliştirmek için bilim adamlarının, tıpkı bilim adamlarının elektronik hesaplamadaki temel parçacıklar olan elektronları kontrol edebilmeleri gibi, ışığın temel parçacıkları olan fotonları kontrol etmenin yollarını bulmaları gerekiyor. Ne yazık ki, fotonları manipüle etmek elektronlardan çok daha zordur ve elektronlar, kuvvete çocukların anlayabileceği kadar basit bir manyetik kuvvet kadar basit tepki verirler. Ama şimdi, Stanford Üniversitesi liderliğindeki bir araştırma ekibi ilk kez fotonları tam olarak kontrol edebilen bir "sözde manyetizma" yarattı ve araştırma sonuçları Science dergisinde yayınlandı.
Kısa vadede, bu kontrol mekanizması optik kablolar aracılığıyla daha fazla İnternet verisi göndermek için kullanılabilir. Gelecekte, bu keşif, elektronik çiplerden daha güçlü hesaplama gücü sağlayacak olan ışık tabanlı çiplerin icat edilmesine yol açabilir. Çalışmanın ilk yazarı ve doktora sonrası akademisyeni Avik Dut (Avik Dut) şunları söyledi: Yaptığımız şey o kadar yeni ki olasılıklar gerçeğe dönüşmeye başlıyor. Özünde, araştırmacılar, yüklü elektronlar gibi davranmaları için esasen manyetik olmayan fotonları "aldattılar".
Araştırma bunu, dikkatlice tasarlanmış bir labirent aracılığıyla fotonlar göndererek gerçekleştirir. Bu şekilde, ışık parçacıkları, bilim adamlarının "sentetik" veya "yapay" manyetik alan dedikleri şeye maruz kalmış gibi davranırlar. Elektrik mühendisliği profesörü ve bu araştırmanın arkasındaki kıdemli bilim adamı Fan Shanhui, şunları söyledi: Tasarladığımız yapı, fotonları öngörülebilir ve kullanışlı bir şekilde itebilen manyetik kuvvet üretebilir. Hala deneysel aşamada olmasına rağmen, bu yapılar mevcut hesaplama modelinde bir ilerlemeyi temsil eder Bilginin depolanması tamamen parçacıkların değişken durumunu kontrol etmek içindir.
Bilim adamları bunu, 0 ve 1 sayılarını oluşturmak için çipteki elektronları açıp kapatarak, fotonun rengini (veya enerji seviyesini) ve dönüşünü (saat yönünde veya saat yönünün tersine) kontrol etmek için manyetizma kullanarak yaparlar. Etkileşen çipler, basit anahtarlamalı elektroniklerden daha fazla değişken durum üretecektir. Bu olanaklar, bilim insanlarının bugün elektronik çiplerle mümkün olandan daha fazla veriyi foton tabanlı cihazlarda işlemesine, depolamasına ve iletmesine olanak tanıyacak. Stanford Üniversitesi araştırmacıları, bu manyetik etkileri üretmek için gerekli olan çevreye fotonları getirmek için lazerler, fiber optik kablolar ve diğer hazır bilimsel ekipman kullandılar.
Bu yapıların inşası, bilim adamlarının etkilerin ardındaki tasarım ilkelerini anlamalarına izin verdi. Sonunda, çip yapmak için aynı prensipleri içeren nano ölçekli yapılar oluşturmanız gerekecek. Aynı zamanda, heyecan verici olan, fotonları kontrol etmek için nispeten basit yeni bir mekanizma bulundu. Ultra soğuk atom fiziğinden fotoniğe, sentetik boyutların yaratılması birçok bilim dalında büyük sıcak noktalara neden oldu. Bu tür yetenekler, gerçek sistemlerde elde edilmesi zor veya imkansız olabilen etkili normatif potansiyel ve yeni topolojik fiziği gerçekleştirmek için ortak bir platform sağlar.
Bu çalışma, yapılandırılmış optik halka boşluğunun birden fazla sentetik boyutu destekleyebileceğini de kanıtladı. Modülasyon altında, rezonatörün içindeki farklı serbestlik derecelerinin birleşmesi, iki ek boyutu sentezlemek için kullanılır ve ardından araştırmacılar, genellikle yoğunlaştırılmış madde sistemleriyle ilişkili birçok karmaşık fiziksel olguyu simüle eder.
Brocade | Araştırma / Gönderen: CERN
Referans Dergisi "Nature"
DOI: 10.1038 / s41586-020-2006-5
Brocade Park Bilim, Teknoloji, Bilimsel Araştırma, Popüler Bilim
Takip edin Bokeyuan Daha fazlasını görün Damei Universe Science
