Yorug'likni Boshqarishda Inqilob

Sizga bir raqam aytaman — 74 femtosekund.

Bu soniyaning kvadrilliondan bir ulushi. Shuncha vaqt ichida yorug'lik faqat bir inson soqolini qalinligida yo'l bosadi xolos.

Endi Kaltex universitetidagi olimlar shu imkonsiz qisqa muddatda yorug'lik nurlarini boshqaradigan qurilma yaratishdi. Rostini aytsam, buni birinchi marta o'qiganda uch marta qayta o'qishimga to'g'ri keldi.

Yorug'likni «bo'ysundirish» muammosi

Yorug'lik juda «inist» bo'ladi. Oddiy elektronikada yorug'lik nurlarini burish uchun materialdagi elektronlarni «qo'zg'atish» kerak — ularni yuqori energiyaga ko'tarish, so'ngra kutish. Mana shu kutish davri muammo — tezlik shu yerda cheklanadi.

Shunday deb o'ylang: avtomagistralda qatorni o'zgartirish uchun har bir mashinni to'xtatib, chetga surib, keyin qayta joyiga qo'shishga ko'ndirayapsiz. Bu juda sekin va samarasiz.

Hozirgi texnologiyalar nanosekund yoki pikosekund tezligida ishlaydi. Oddiy odam uchun bu juda tez, lekin kelajakdagi kompyuterlar va aloqa tizimlari uchun yetarli emas.

Yorug'lik yorug'likni boshqaradi

Kaltex jamoasi boshqacha yo'l tutdi. Elektr signallari o'rniga bir yorug'lik nuri bilan ikkinchisini boshqarishdi.

Buning asosi — optik Kerr effekti. Kuchli yorug'lik ma'lum materiallardan o'tganda, materialning yorug'lik bilan o'zaro ta'siri vaqtincha o'zgaradi — sindirish ko'rsatkichi o'zgaradi. Bu elektronlar butun yangi energiyaga ko'tarilmay, faqat o'z orbitasida qisqa siljiydi, shuning uchun juda tez sodir bo'ladi.

Lekin muammo bor: bu effekt o'zi juda kuchsiz. Kichik o'zgartirish yorug'lik nurlarini sezilarli darajada burish uchun yetarli emas.

Nanopillar — kichik yordakchilar

Mana bu yerda aql kerak. Tadqiqotchilar «meta-sirt» yaratishdi — amorf kremniy ustiga nanoölçamdagi ustunlar joylashtirilgan. Har bir ustunca yorug'lik to'lqin uzunligidan ham kichik.

Bu mayda ustunlar yorug'likni material ichida ozgina ushlab qoladi — unga Kerr effekti uchun ko'proq vaqt beradi. Shu «qo'shimcha vaqt» sindirish ko'rsatkichi o'zgarishini shunchalik kuchaytiradiki, nurlanmani 13 gradusgacha burish mumkin.

Bularning hammasi atigi 74 femtosekundda sodir bo'ladi — bu materialning emas, ishlatilgan lazer impulsining cheklovi.

Nima uchun bu muhim?

Tasavvur qiling: agar buni kattalashtirsak, shunday texnologiya asosida ishlaydigan kompyuter optik signallarni millionlab marta tez qayta ishlashi mumkin.

Bu texnologiya telekommunikatsiyadan tortib, o'zini boshqaradigan avtomobillar uchun LiDAR tizimlarigacha, hatto tibbiy diagnostikada bitta molekulani aniqlay oladigan sezgichlargacha qo'llanishi mumkin.

Eng qiziqarlisi: olimlarning aytishicha, hozirgi tezlik chegarasi texnologiyaning o'zi bilan emas. Bu faqat lazer uskunasining kamchiligi. Yaxshiroq impuls bilan bu yanada tezlashishi mumkin — vaqt kristallari va fantastik filmlardagi kabi vaqt-o'zgaruvchan optik materiallar haqidagi g'oyalar eshiklarini ochishi mumkin.

Kengroq manzara

Bu tadqiqot yorug'likni boshqarish falsafasini o'zgartirmoqda. Elektronika emas — sof optika tomon.

Keyingi yili kompyuterlar inqilob qiladimi? Ehtimol, yo'q. Lekin bu — imkonsiz deb o'ylagan narsalarni laboratoriyalarda bir femtosekunddan qayta yozayotganimizni ko'rsatadigan muhim kashfiyot.

Sizga-chi, bu haqda o'ylab, bir vaqtning o'zida hokim bo'lish va hayratlanish hissini boshdan kechirish qanday?