Nouvo metamateryèl: limyè anba kontwòl

Anpil rapò sou "metamateryèl" (nan guillemets, paske definisyon an kòmanse flou) fè nou panse yo kòm yon mirak pou tout pwoblèm, doulè ak limit ki mond modèn teknoloji a ap fè fas. Konsèp ki pi enteresan dènyèman konsène òdinatè optik ak reyalite vityèl.

nan yon relasyon òdinatè ipotetik nan tan kap vini ankòm yon egzanp, yon moun ka site rechèch la nan espesyalis nan inivèsite Izraelyen TAU nan Tel Aviv. Yo ap desine nanomateryèl miltikouch ki ta dwe itilize pou kreye òdinatè optik. Nan vire, chèchè nan Swis Paul Scherrer Enstiti a te konstwi yon sibstans twa-faz nan yon milya leman miniature ki kapab simulation twa eta total, pa analoji ak dlo.

Pou ki sa li ka itilize? Izrayelyen yo vle bati. Swis yo pale sou transmisyon done ak anrejistreman, osi byen ke spintronik an jeneral.

Yon metamateryèl minimaman twa-faz ki imite twa eta dlo yo.

Foton sou demann

Rechèch ke syantis yo nan Laboratwa Nasyonal Lawrence Berkeley nan Depatman Enèji ka mennen nan devlopman nan òdinatè optik ki baze sou metamateryèl. Yo pwopoze yo kreye yon kalite kad lazè ki ka pran sèten pakè atòm nan yon sèten kote, kreye yon entèdi fèt, kontwole. estrikti ki baze sou limyè. Li sanble ak kristal natirèl. Avèk yon sèl diferans - li se prèske pafè, pa gen okenn domaj yo obsève nan materyèl natirèl.

Syantis yo kwè ke yo pa sèlman yo pral kapab byen kontwole pozisyon gwoup atòm yo nan "kristal limyè" yo, men tou, aktivman enfliyanse konpòtman atòm endividyèl yo lè l sèvi avèk yon lòt lazè (tou pre ranje enfrawouj). Yo pral fè yo, pou egzanp, sou demann emèt yon sèten enèji - menm yon foton sèl, ki, lè yo retire nan yon sèl kote nan kristal la, ka aji sou yon atòm kwense nan yon lòt. Li pral yon kalite echanj senp nan enfòmasyon.

Kapasite nan byen vit lage yon foton nan yon fason kontwole epi transfere li ak yon ti pèt soti nan yon atòm nan yon lòt se yon etap pwosesis enfòmasyon enpòtan pou informatique pwopòsyon. Yon moun ka imajine itilize tout ranje foton kontwole pou fè kalkil trè konplèks - anpil pi vit pase lè l sèvi avèk òdinatè modèn. Atòm ki entegre nan yon kristal atifisyèl ta ka sote tou soti nan yon kote nan yon lòt. Nan ka sa a, yo menm yo ta vin transpòtè enfòmasyon nan yon òdinatè pwopòsyon oswa yo ta ka kreye yon Capteur pwopòsyon.

Syantis yo te jwenn ke atòm rubidium yo ideyal pou objektif yo. Sepandan, atòm baryòm, kalsyòm oswa sezyòm kapab tou kaptire pa yon kristal lazè atifisyèl paske yo gen menm nivo enèji. Pou fè metamateryèl yo pwopoze a nan yon eksperyans reyèl, ekip rechèch la ta dwe pran kèk atòm nan yon lasi kristal atifisyèl epi kenbe yo la menm lè eksite nan pi wo eta enèji.

Reyalite vityèl san domaj optik

Metamateryèl yo ka jwenn aplikasyon itil nan yon lòt zòn k ap devlope nan teknoloji -. Reyalite vityèl gen anpil limit diferan. Enpèfeksyon yo nan optik li te ye nan nou jwe yon wòl enpòtan. Li se pratikman enposib yo bati yon sistèm optik pafè, paske gen toujou sa yo rele aberasyon, i.e. distòsyon vag ki te koze pa plizyè faktè. Nou okouran de aberasyon esferik ak kromatik, astigmatism, koma ak anpil, anpil lòt efè negatif nan optik. Nenpòt moun ki te itilize seri reyalite vityèl dwe te fè fas ak fenomèn sa yo. Li enposib pou konsepsyon optik VR ki lejè, ki pwodui imaj kalite siperyè, pa gen okenn lakansyèl vizib (aberasyon kwomatik), bay yon gwo jaden de vi, epi yo dwe bon mache. Sa a se jis reyèl.

Se poutèt sa manifaktirè ekipman VR Oculus ak HTC itilize sa yo rele lantiy Fresnel. Sa a pèmèt ou jwenn siyifikativman mwens pwa, elimine aberasyon kromatik epi jwenn yon pri relativman ba (materyèl pou pwodiksyon lantiy sa yo bon mache). Malerezman, bag refraktif lakòz w Lantiy Fresnel yon gout enpòtan nan kontras ak kreyasyon an nan yon lumineux santrifujeur, ki se espesyalman aparan kote sèn nan gen yon kontras segondè (fon nwa).

Sepandan, dènyèman syantis nan Inivèsite Harvard, ki te dirije pa Federico Capasso, jere yo devlope lantiy mens ak plat lè l sèvi avèk metamateryèl. Kouch nanostruktur sou glas la pi mens pase yon cheve imen (0,002 mm). Non sèlman li pa gen dezavantaj yo tipik, men li bay tou pi bon kalite imaj pase sistèm optik chè.

Lantiy Capasso a, kontrèman ak lantiy konvèks tipik ki pliye ak gaye limyè, chanje pwopriyete yo nan vag limyè a akòz estrikti mikwoskopik ki vle pèse anvlòp la soti nan sifas la, depoze sou vè kwatz. Chak kwen sa yo refrakte limyè yon fason diferan, chanje direksyon li. Se poutèt sa, li enpòtan yo byen distribye tankou yon nanostructure (modèl) ki se òdinatè ki fèt ak pwodwi lè l sèvi avèk metòd ki sanble ak processeurs òdinatè. Sa vle di ke kalite lantiy sa a ka pwodwi nan faktori yo menm jan ak anvan, lè l sèvi avèk pwosesis manifakti li te ye. Titàn diyoksid itilize pou sputtering.

Li vo mansyone yon lòt solisyon inovatè nan "meta-optik". metamateryèl hyperlensespran nan Inivèsite Ameriken nan Buffalo. Premye vèsyon hyperlenses yo te fèt an ajan ak yon materyèl dyelèktrik, men yo sèlman te travay nan yon seri trè etwat nan longèdonn. Syantis Buffalo yo te itilize yon aranjman konsantrik nan baton lò nan yon ka tèrmoplastik. Li travay nan ranje longèdonn limyè vizib la. Chèchè yo montre ogmantasyon nan rezolisyon ki soti nan nouvo solisyon an lè l sèvi avèk yon andoskop medikal kòm yon egzanp. Li anjeneral rekonèt objè jiska 10 nanomèt, epi apre enstale hyperlenses, li "gout" desann nan 250 nanomèt. Konsepsyon an genyen batay la pwoblèm nan diffraction, yon fenomèn ki siyifikativman diminye rezolisyon an nan sistèm optik - olye pou yo distòsyon vag, yo konvèti nan vag ki ka anrejistre nan aparèy optik ki vin apre.

Dapre yon piblikasyon nan Nature Communications, metòd sa a ka itilize nan anpil domèn, soti nan medikaman ak obsèvasyon molekil sèl. Li apwopriye pou tann aparèy konkrè ki baze sou metamateryèl. Petèt yo pral pèmèt reyalite vityèl finalman reyalize siksè reyèl. Kòm pou "òdinatè optik", sa yo se toujou olye byen lwen ak vag kandida. Sepandan, pa gen anyen ki ka elimine ...