Полусвет-полуматерия: новые частицы могут привести к революции в области вычислительной техники

Ученые обнаружили новые частицы, которые могут лечь в основу будущей технологической революции, основанной на фотонных схемах, и привести к развитию сверхбыстрых вычислительных методов на базе света. В настоящее время вычисления базируются на электронике, когда электроны используются для кодирования и переноса информации. Из-за определенных фундаментальных ограничений, таких как потеря энергии в процессе резистивного нагрева, ожидается, что на замену электронам придут фотоны и появятся футуристические компьютеры на основе света, которые будут много быстрее и эффективнее электронных.


Физики из Университета Эксетера предприняли важный шаг в направлении этой цели, обнаружив новые частицы, которые состоят наполовину из света, наполовину из вещества и которые наследуют ряд примечательных свойств графена.

Что придет на смену электронике?

Открытие ученых открывает двери разработкам фотонных схем, задействующих альтернативные частицы, известные как безмассовые поляритоны Дирака, для передачи информации вместо электронов.

Поляритоны Дирака возникают в сотовых метаповерхностях, которые представлены сверхтонкими материалами, спроектированными с наномасштабными структурами, которые намного меньше длины волны свет.

Уникальное свойство частиц Дирака в том, что они имитируют релятивистские частицы без массы, позволяя им путешествовать очень эффективно. Этот факт делает графен одним из самых проводящих материалов, известных человеку.

Однако, несмотря на необычные свойства таких материалов, их крайне тяжело контролировать. К примеру, в графене невозможно включать и отключать электрические токи, используя простой электрический потенциал, что ограничивает потенциальное применение графена в электронных устройствах. Этот фундаментальный недостаток — отсутствие настраиваемости — был успешно преодолен физиками из Университета Эксетера.

Ученые показали, что за счет встраивания сотовых метаповерхностей между двумя отражающими зеркалами и изменения расстояния между ними, можно настроить фундаментальные свойства поляритонов Дирака простым, управляемым и обратимым образом. Добиться этого удалось и потому, что поляритоны Дирака представляют собой смесь компонентов света и материи. Именно этот гибридный характер позволяет настраивать их фундаментальные свойства, манипулируя только световой составляющей, что невозможно сделать в графене.

Ну что, готовы к революции? Расскажите в нашем чате в Телеграме.

Похожие записи

Как нейтрино, которые едва существуют, заполучили Нобелевскую премию

Как нейтрино, которые едва существуют, заполучили Нобелевскую премию

Нейтрино требуют терпения. Они того стоят, и присуждение Нобелевской премии по физике это подтверждает. Так же, как и связанные премии 1988, 1995 и 2002 года. По иронии судьбы, эти почти неуловимые ча...

Ученым впервые удалось получить снимки движения электронов в графене

Ученым впервые удалось получить снимки движения электронов в графене

Такой материал, как графен, представляющий из себя двумерную углеродную решетку толщиной всего в 1 атом, в последнее время становится все популярнее. А изучением его свойств занимаются специалисты со ...

С помощью большого адронного коллайдера ученые открыли 5 новых субатомных частиц

С помощью большого адронного коллайдера ученые открыли 5 новых субатомных частиц

Большой адронный коллайдер (БАК), новейшая установка Европейской организация по ядерным исследованиям, является самым мощным ускорителем элементарных частиц в мире. Он представляет собой подземный кру...

Гравитационные волны могут пролить свет на темную материю

Гравитационные волны могут пролить свет на темную материю

Будущая Лазерная интерферометрическая космическая антенна (LISA) станет мощнейшим инструментом, который позволит астрономам изучать такие явления, как сталкивающиеся черные дыры и гравитационные волны...