Учені створили чип, який може сповільнити швидкість світла в 10 000 разів: навіщо це потрібно

Уявіть собі чіп, тонкий як наклейка, здатний уповільнити швидкість світла в 10 000 разів! Саме такий дивовижний винахід створили вчені “Шеньчженьського” інституту передових технологій Китайської академії наук. Це відкриття може революціонізувати сфери світлочутливості, комунікації та обчислень.

Чому це важливо?

У звичайних електронних чіпах використовуються електрони, але вони мають свої обмеження: високе енергоспоживання та повільна передача даних. Натомість фотонні чіпи працюють зі світлом – фотонами, які значно швидші та споживають менше енергії.

Однак швидкість світла завжди є постійною у вакуумі. Тож як її уповільнити? Відповідь – маніпуляція світлом у спеціальному середовищі, як-от у цьому новому чіпі.

Чарівні наноструктури: секрет уповільнення

Для контролю швидкості світла вчені використовують метаповерхні, штучні матеріали з крихітними наноструктурами. Коли світло потрапляє на ці наноструктури, вони вступають в резонанс, змінюючи амплітуду та фазу хвилі. Саме це й приводить до уповільнення.

Проблема полягала в матеріалах та дизайні. Попередні метаповерхні сильно поглинали та розсіювали світло, знижуючи його "тривалість життя" та перешкоджаючи максимальному уповільненню.

Команда Лі вирішила цю проблему, використовуючи матеріали з низьким або нульовим поглинанням для конкретних довжин хвиль. Наприклад, у видимій частині спектра, де кремній сильно поглинає світло, вони застосували прозорі матеріали, як-от силікон нітрид або діоксид титану.

Цей революційний чіп відкриває безмежні можливості:

• Підвищення чутливості сенсорів та оптичних датчиків. Уповільнене світло краще взаємодіє з матерією, що дозволить створювати датчики з неймовірною точністю.

• Більш швидкісні та енергоефективні оптичні комунікації. Швидко передавати величезні обсяги даних стане ще простіше.

• Розробка нових типів оптичних комп'ютерів. Їх швидкість та потужність можуть набагато перевершити можливості сучасних електронних комп'ютерів.

Українська наука теж долучається до досліджень світла. Науковці Національної академії наук України займаються розробкою нових матеріалів та технологій для оптичних пристроїв, тож можливо вже незабаром й українські чіпи здивують світ своєю здатністю керувати швидкістю світла.