Κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας, όλοι γνωρίζουμε ότι είναι συνηθισμένο να βλέπουμε την αστραπή και μετά να ακούμε τη βροντή. Αυτό συμβαίνει γιατί ο ήχος ταξιδεύει πολύ πιο αργά (768 μίλια ανά ώρα) από το φως (670 εκατομμύρια μίλια ανά ώρα).
Τώρα, στο Πανεπιστήμιο της Μινεσότα ερευνητές μηχανικής, έχουν αναπτύξει ένα τσιπ στο οποίο τόσο το ηχητικό κύμα και το κύμα φωτός παράγονται και περιορίζονται από κοινού, έτσι ώστε ο ήχος μπορεί να ελέγχει πολύ αποτελεσματικά το φως.
Η νέα πλατφόρμα της συσκευής θα μπορούσε να βελτιώσει ασύρματα συστήματα επικοινωνιών που χρησιμοποιούν οπτικές ίνες και τελικά να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό χρησιμοποιώντας την κβαντική φυσική.
Το τσιπ του Πανεπιστήμιο της Μινεσότα. κατασκεύαστηκε με μια βάση σιλικόνης επικαλυμμένη με ένα στρώμα από νιτρίδιο του αργιλίου (αλουμινίου), που επάγει (παράγει) μια ηλεκτρική αλλαγή. Εφαρμόζοντας εναλλασσόμενο ηλεκτρικό σήμα στο υλικό, προκαλεί το υλικό να παραμορφώνεται περιοδικά και να παράγει ηχητικά κύματα που αναπτύσσονται στην επιφάνειά του, παρόμοια με τα σεισμικά κύματα που αναπτύσσονται από το κέντρο του σεισμού. Η τεχνολογία έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε κινητά τηλέφωνα και άλλες ασύρματες συσκευές, όπως τα φίλτρα μικροκυμάτων.
"Η "επανάσταση" μας είναι να ενσωματώσουμε οπτικά κυκλώματα στο ίδιο στρώμα υλικού με ακουστικές συσκευές για την επίτευξη ακραίας ισχυρής αλληλεπίδρασης ανάμεσα στο φως και τα ηχητικά κύματα», δήλωσε ο Mo Li , βοηθός καθηγητής στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών και επικεφαλής ερευνητής της μελέτης.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την τελςυταία λέξη της τεχνολογίας πάνω στη νανοκατασκευή, για να κατασκευάσουν συστοιχίες ηλεκτροδίων με πλάτος μόλις 100 νανομέτρων (0,00001 εκατοστά) για να διεγείρουν ηχητικά κύματα σε μια άνευ προηγουμένου υψηλής συχνότητας που είναι μεγαλύτερη από 10 GHz, η συχνότητα που χρησιμοποιείται για τις δορυφορικές επικοινωνίες.
"Αυτό που είναι αξιοσημείωτο είναι ότι σε αυτήν την υψηλή συχνότητα, το μήκος κύματος του ήχου είναι ακόμα μικρότερο από το μήκος κύματος του φωτός. Αυτό επιτυγχάνεται για πρώτη φορά σε ένα τσιπ," είπε ο Semere Tadesse, ένας μεταπτυχιακός φοιτητής στο University of Minnesota's School of Physics and Astronomy και ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης. "Σε αυτό το άνευ προηγουμένου καθεστώς, ο ήχος μπορεί να αλληλεπιδρά με το φως πιο αποτελεσματικά για την επίτευξη υψηλής ταχύτητας ρύθμισης (διαμόρφωσης)."
Εκτός από τις εφαρμογές στις τηλεπικοινωνίες, οι ερευνητές επιδιώκουν εφαρμογές κβαντικής φυσικής για τη νέα συσκευή. Ερευνούν την αλληλεπίδραση ανάμεσα σε μεμονωμένα φωτόνια (η θεμελιώδης κβαντική μονάδα του φωτός) και μεμονωμένα φωνόνια (η θεμελιώδης κβαντική μονάδα του ήχου). Οι ερευνητές σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν τα ηχητικά κύματα, ως φορείς πληροφοριών για κβαντικούς υπολογιστές.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Nature Communications. (Πληροφ.από phys.org)
Το τσιπ του Πανεπιστήμιο της Μινεσότα. κατασκεύαστηκε με μια βάση σιλικόνης επικαλυμμένη με ένα στρώμα από νιτρίδιο του αργιλίου (αλουμινίου), που επάγει (παράγει) μια ηλεκτρική αλλαγή. Εφαρμόζοντας εναλλασσόμενο ηλεκτρικό σήμα στο υλικό, προκαλεί το υλικό να παραμορφώνεται περιοδικά και να παράγει ηχητικά κύματα που αναπτύσσονται στην επιφάνειά του, παρόμοια με τα σεισμικά κύματα που αναπτύσσονται από το κέντρο του σεισμού. Η τεχνολογία έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε κινητά τηλέφωνα και άλλες ασύρματες συσκευές, όπως τα φίλτρα μικροκυμάτων.
"Η "επανάσταση" μας είναι να ενσωματώσουμε οπτικά κυκλώματα στο ίδιο στρώμα υλικού με ακουστικές συσκευές για την επίτευξη ακραίας ισχυρής αλληλεπίδρασης ανάμεσα στο φως και τα ηχητικά κύματα», δήλωσε ο Mo Li , βοηθός καθηγητής στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών και επικεφαλής ερευνητής της μελέτης.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την τελςυταία λέξη της τεχνολογίας πάνω στη νανοκατασκευή, για να κατασκευάσουν συστοιχίες ηλεκτροδίων με πλάτος μόλις 100 νανομέτρων (0,00001 εκατοστά) για να διεγείρουν ηχητικά κύματα σε μια άνευ προηγουμένου υψηλής συχνότητας που είναι μεγαλύτερη από 10 GHz, η συχνότητα που χρησιμοποιείται για τις δορυφορικές επικοινωνίες.
"Αυτό που είναι αξιοσημείωτο είναι ότι σε αυτήν την υψηλή συχνότητα, το μήκος κύματος του ήχου είναι ακόμα μικρότερο από το μήκος κύματος του φωτός. Αυτό επιτυγχάνεται για πρώτη φορά σε ένα τσιπ," είπε ο Semere Tadesse, ένας μεταπτυχιακός φοιτητής στο University of Minnesota's School of Physics and Astronomy και ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης. "Σε αυτό το άνευ προηγουμένου καθεστώς, ο ήχος μπορεί να αλληλεπιδρά με το φως πιο αποτελεσματικά για την επίτευξη υψηλής ταχύτητας ρύθμισης (διαμόρφωσης)."
Εκτός από τις εφαρμογές στις τηλεπικοινωνίες, οι ερευνητές επιδιώκουν εφαρμογές κβαντικής φυσικής για τη νέα συσκευή. Ερευνούν την αλληλεπίδραση ανάμεσα σε μεμονωμένα φωτόνια (η θεμελιώδης κβαντική μονάδα του φωτός) και μεμονωμένα φωνόνια (η θεμελιώδης κβαντική μονάδα του ήχου). Οι ερευνητές σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν τα ηχητικά κύματα, ως φορείς πληροφοριών για κβαντικούς υπολογιστές.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Nature Communications. (Πληροφ.από phys.org)
Σχόλια
Στο logiosermis.net δημοσιεύεται κάθε σχόλιο. Θεωρούμε ότι ο καθένας έχει το δικαίωμα να εκφέρει ελεύθερα τις απόψεις του, οι οποίες εκφράζουν αποκλειστικά τον εκάστοτε σχολιαστή. Τα συκοφαντικά ή υβριστικά σχόλια θα διαγράφονται χωρίς προειδοποίηση. Περισσότερα στις οδηγίες χρήσης.