Metamaterialên nû: ronahî di bin kontrolê de

Gelek raporên di derbarê "metamaterialan" de (di nav nîşanan de, ji ber ku pênase dest bi zelalbûnê dike) me dihêle ku wan hema hema wekî dermanek ji bo hemî pirsgirêk, êş û sînorên ku cîhana nûjen a teknolojiyê pê re rû bi rû maye bifikirin. Têgehên herî balkêş ên van demên dawîn bi komputerên optîkî û rastiya virtual ve girêdayî ne.

di têkiliyek de komputerên hîpotetîk ên pêşerojêWek mînak mirov dikare lêkolîna pisporên Zanîngeha TAU ya Îsraîlî li Tel Avîvê bîne ziman. Ew nanomateryalên pirreng çêdikin ku divê ji bo afirandina komputerên optîkî werin bikar anîn. Wekî din, lêkolînerên ji Enstîtuya Paul Scherrer a Swîsreyê ji mîlyar magnetên mînîature ku jêhatîbûn maddeyek sê qonax çêkir. sê rewşên hevgirtî simule bikin, bi analogî bi avê.

Ji bo çi dikare were bikar anîn? Îsraîlî dixwazin ava bikin. Swîsrî li ser veguheztin û tomarkirina daneyan, û hem jî bi gelemperî spintronicê diaxivin.

Metamaterialek sê-qonaxî ku ji mînîmagnetan hatiye çêkirin ku sê halên avê dişibînin.

Fotonên li ser daxwazê

Lêkolîna zanyarên li Laboratoriya Neteweyî ya Lawrence Berkeley li Wezareta Enerjiyê dibe ku bibe sedema pêşkeftina komputerên optîkî yên li ser bingeha metamaterialan. Ew pêşniyar dikin ku celebek çarçoveyek lazerê biafirînin ku dikare hin pakêtên atoman li cîhek diyar bigire, bi rengek hişk sêwirandî, kontrolkirî biafirîne. avahiya bingeha ronahî. Dişibe krîstalên xwezayî. Bi yek cûdahî - ew hema hema bêkêmasî ye, di materyalên xwezayî de tu kêmasî nayên dîtin.

Zanyar bawer dikin ku ew ê ne tenê nikaribin bi tundî pozîsyona komên atoman di "krîstala ronahiyê" de kontrol bikin, lê di heman demê de bi rengek çalak bandorê li tevgera atomên ferdî bikin ku bi karanîna lazerek din (nêzîkî rêza infrasor) bikar tînin. Mînakî, ew ê wan bikin ku li gorî daxwazê ​​enerjiyek diyar derxînin - tewra yek fotonek jî, ku gava ji cîhek di krîstalê de were rakirin, dikare li atomek ku li cîhek din asê maye tevbigere. Ew ê celebek danûstandinek hêsan a agahdariyê be.

Qabiliyeta ku meriv bi lez û bez fotonek bi rengek kontrolkirî berde û bi windabûna hindik veguhezîne ji atomek bo yekî din, ji bo hesabkirina quantumê gavek girîng a hilberandina agahdariyê ye. Mirov dikare xeyal bike ku bi tevahî rêzikên fotonên kontrolkirî bikar bîne da ku hesabên pir tevlihev pêk bîne - ji karanîna komputerên nûjen pir zûtir. Atomên ku di krîstalek çêkirî de hatine bicihkirin jî dikarin ji cîhek berbi cîhek din bibin. Di vê rewşê de, ew bi xwe dê di komputerek kuantum de bibin hilgirê agahdariyan an jî dikarin sensorek quantum biafirînin.

Zanyaran dîtin ku atomên rubidyûm ji bo armancên wan îdeal in. Lêbelê, atomên barium, kalsiyûm, an cezyûm jî dikarin ji hêla krîstalek lazerek çêkirî ve werin girtin ji ber ku ew xwedî astên enerjiyê yên wekhev in. Ji bo ku metamateriala pêşniyarkirî di ceribandinek rastîn de çêbike, tîmê lêkolînê neçar e ku çend atoman di nav torpek krîstal a sûnî de bigire û wan li wir bihêle, hetta dema ku ji bo rewşên enerjiya bilindtir jî heyecan bibin.

Rastiya virtual bêyî kêmasiyên optîkî

Metamaterials dikarin li herêmek din a pêşkeftî ya teknolojiyê serîlêdanên bikêr bibînin -. Rastiya virtual gelek sînorên cûda hene. Kêmasiyên optîk ên ku ji me re têne zanîn rolek girîng dileyzin. Di pratîkê de ne gengaz e ku meriv pergalek optîkî ya bêkêmasî ava bike, ji ber ku her gav bi navê xeletî hene, yanî. guheztina pêlê ji hêla faktorên cihêreng ve dibe. Haya me ji aberrationsên spherîk û kromatîkî, astigmatîzm, koma û gelek, gelek bandorên neyînî yên optîkê heye. Her kesê ku setên rastiya virtual bikar aniye, divê bi van diyardeyan re mijûl bibe. Ne mimkûn e ku meriv optîkên VR yên ku sivik in, wêneyên bi kalîte bilind hilberînin, zencîreyên kromatîkî yên xuya nebin, dîmenek mezin bidin, û erzan bin. Ev tenê nerast e.

Ji ber vê yekê hilberînerên amûrên VR Oculus û HTC yên ku jê re dibêjin lensên Fresnel bikar tînin. Ev dihêle hûn giraniya xwe bi giranî kêmtir bistînin, xeletiyên kromatîk ji holê rakin û bihayek nisbeten kêm bistînin (materyalên ji bo hilberîna lensên weha erzan e). Mixabin, zengilên refraksiyonê dibin sedema w Lensên Fresnel daketinek berbiçav a berevajî û afirandina şewqek centrifûgal, ku bi taybetî li cîhê ku dîmen xwedan berevajîyek bilind e (paşgeha reş) diyar dibe.

Lêbelê, di van demên dawî de zanyarên Zanîngeha Harvardê, bi serokatiya Federico Capasso, karîbûn pêşve bibin lensên tenik û rût bi karanîna metamaterialan. Tebeqeya nanosaziya li ser camê ji porê mirovî ziravtir e (0,002 mm). Ew ne tenê kêmasiyên tîpîk tune, lê di heman demê de ew ji pergalên optîkî yên biha jî kalîteya wêneyê pir çêtir peyda dike.

Lensa Capasso, berevajî lensên konveks ên tîpîk ên ku ronahiyê dihejînin û belav dikin, ji ber strukturên mîkroskopî yên ku ji rûxê derdikevin, ku li ser cama quartz têne razandin, taybetmendiyên pêla ronahiyê diguhezîne. Her çîpek weha ronahiyê bi rengek cûda vediqetîne, rêça xwe diguhezîne. Ji ber vê yekê, girîng e ku meriv bi rêkûpêk nanostrukturek (pattern) a ku ji hêla komputerê ve hatî sêwirandin û bi karanîna rêbazên mîna pêvajoyên komputerê hatî hilberandin rast were belavkirin. Ev tê wê wateyê ku ev celeb lens dikare di heman kargehên berê de, bi karanîna pêvajoyên hilberînê yên naskirî, were hilberandin. Dîoksîta tîtanium ji bo rijandinê tê bikaranîn.

Hêjayî gotinê ye ku çareseriyek din a nûjen a "meta-optîkê". hîperlensên metamaterialli Zanîngeha Amerîkî li Buffalo hatiye girtin. Guhertoyên pêşîn ên hyperlenses ji zîv û materyalek dîelektrîkî hatine çêkirin, lê ew tenê di navberek pir teng a dirêjahiya pêlan de dixebitin. Zanyarên Buffalo di doşek termoplastîk de birêkûpêkek hevgirtî ya darên zêr bikar anîn. Ew di çarçoveya dirêjahiya pêlê ya ronahiya xuya de dixebite. Lekolînwan zêdebûna çareseriyê ya ku di encama çareseriya nû de ye bi karanîna endoskopek bijîjkî wekî mînak destnîşan dikin. Ew bi gelemperî hêmanên heya 10 nanometreyan nas dike, û piştî sazkirina hîperlensan, ew "davêje" heya 250 nanometre. Sêwiran pirsgirêka dakêşanê derbas dike, diyardeyek ku çareseriya pergalên optîkî bi girîngî kêm dike - li şûna guheztina pêlê, ew vediguherin pêlên ku dikarin di cîhazên optîkî yên paşîn de bêne tomar kirin.

Li gorî belavokek di Nature Communications de, ev rêbaz dikare di gelek waran de were bikar anîn, ji derman heya çavdêriyên yek molekul. Pêdivî ye ku meriv li benda amûrên beton ên li ser bingeha metamaterialan bisekinin. Dibe ku ew ê rê bidin rastiya virtual ku di dawiyê de bigihîje serfiraziya rastîn. Ji bo "komputerên optîkî", ev hîn jî perspektîfên dûr û ne diyar in. Lêbelê, tiştek nayê derxistin ...