Znanstvenici su otkrili nove čestice koje bi mogle činiti osnovu buduće tehnološke revolucije temeljene na fotonskim krugovima i dovesti do razvoja ultra brzih računskih metoda temeljenih na svjetlosti. Računanje se danas temelji na elektronici, gdje se elektroni koriste za kodiranje i nošenje informacija. Zbog određenih temeljnih ograničenja, poput gubitka energije tijekom otporničkog zagrijavanja, očekuje se da će fotoni zamijeniti elektrone i postojat će futuristička računala utemeljena na svjetlu koje će biti puno brže i učinkovitije od elektroničkih.
Fizičari sa Sveučilišta u Exeteru učinili su važan korak prema tom cilju otkrivši nove čestice koje su pola svjetlosti, pola materije i koje od grafena nasljeđuju određena svojstva.
Što će zamijeniti elektroniku?
Otkriće znanstvenika otvara vrata razvoju fotonskih krugova koji koriste alternativne čestice poznate kao bezmasni Dirac polaritoni za prijenos informacija umjesto elektrona.
Dirac polaritoni potječu od saća metasurfenata, koji su ultra tanki materijali konstruirani s nanoskom strukturama koje su mnogo manje od valne duljine svjetlosti.
Jedinstveno svojstvo Diracovih čestica je da oponašaju bezmasivne relativističke čestice, omogućujući im vrlo učinkovito putovanje. Ta činjenica čini grafen jednim od najprovodljivijih materijala poznatih čovjeku.
Međutim, unatoč neobičnim svojstvima takvih materijala, izuzetno ih je teško kontrolirati. Na primjer, u grafenu je nemoguće uključiti i isključiti električne struje jednostavnim električnim potencijalom, što ograničava potencijalnu upotrebu grafena u elektroničkim uređajima. Fizičari sa Sveučilišta u Exeteru uspješno su svladali ovu temeljnu manu - nedostatak prilagodbe -.
Promotivni video:
Znanstvenici su pokazali da je ugrađivanjem metasfernih površina saća između dva reflektivna zrcala i promjenom udaljenosti između njih moguće podešavanje osnovnih svojstava Dirac-ovih polaritona na jednostavan, kontroliran i reverzibilan način. To je postignuto i zato što su Dirac polaritoni mješavina sastojaka svjetlosti i materije. Upravo ova hibridna priroda omogućuje podešavanje njihovih temeljnih svojstava manipulacijom samo svjetlosnom komponentom, što se ne može učiniti grafenom.