Chińscy naukowcy dokonali przełomu, spowalniając światło ponad 10 000 razy, co ma znaczący wpływ na technologię mikroczipów i może zrewolucjonizować przyszłość komunikacji optycznej i obliczeń kwantowych.

Grupa badawcza z Shenzhen Institutes of Advanced Technology, działająca pod egidą Chinese Academy of Sciences, opracowała metamateriał, który pozwala na takie spowolnienie światła przy utracie energii wynoszącej jedynie około 20% w porównaniu z poprzednimi próbami. To osiągnięcie może znacząco poprawić wydajność i zastosowania mikroczipów w dziedzinach takich jak sensing światła, komunikacja i obliczenia.

Nowo opracowane czipy fotoniczne, które wykorzystują fotony zamiast elektronów, mają potencjał do zrewolucjonizowania obliczeń, oferując szybsze przetwarzanie przy niższym zużyciu energii. Dzięki zastosowaniu fotonicznych czipów, które są dokładniejsze i zużywają mniej energii niż tradycyjne czipy elektronowe, możliwe jest zwiększenie gęstości energii światła poprzez jego spowolnienie. To z kolei pozwala na lepszą kontrolę nad sygnałem świetlnym i może znaleźć zastosowanie w praktycznych aplikacjach.

Metamateriał opracowany przez zespół badawczy charakteryzuje się specjalnie zaprojektowaną powierzchnią z periodyczną, kratową strukturą, gdzie umieszczone są dyski krzemowe o średnicy 100 nm, działające jak rezonatory zmieniające amplitudy i fazy sygnałów. Takie ułożenie dysków pozwala "wypchnąć" fotony z wnętrza materiału na jego powierzchnię, co prowadzi do niemal zerowej absorpcji.

Ponadto, pojedyncze fotony rozproszone w procesie są kierowane z powrotem na właściwą ścieżkę dzięki strukturom sąsiednim, co minimalizuje straty i optymalizuje wykorzystanie nadchodzącego światła (sygnału).

Technologia metapowierzchni pozwala na tworzenie czipów fotonicznych, które mogą być tak cienkie jak naklejki lub klocki, umożliwiając ich funkcjonalne układanie na sobie. Wykorzystanie efektu spowolnionego światła może znacząco poprawić wydajność tych urządzeń, otwierając nowe możliwości dla ich zastosowania w sensorach, laserach i diodach LED.

Źródła:

- South China Morning Post: https://www.scmp.com/news/china/science/article/3249173/chinese-scientists-say-they-slowed...
- Dave's iPAQ: https://davesipaq.com/chinese-scientists-develop-metamaterial-that-slows-light-by-10000-ti...