Stuthan meta ùra: solas fo smachd
Tha mòran aithisgean mu “metamaterials” (ann an comharran luachan, leis gu bheil am mìneachadh a ’tòiseachadh a’ dol sìos) a ’toirt oirnn smaoineachadh orra mar cha mhòr panacea airson na duilgheadasan, na cràdh agus na cuingeadan a tha mu choinneimh saoghal teicneòlais an latha an-diugh. Tha na bun-bheachdan as inntinniche o chionn ghoirid co-cheangailte ri coimpiutairean optigeach agus virtual reality.
ann an dàimh coimpiutairean baralach san àm ri teachdtha eisimpleirean a’ toirt a-steach sgrùdaidhean le eòlaichean bho Oilthigh TAU Israel ann an Tel Aviv. Tha iad a’ dealbhadh nano-stuthan ioma-fhilleadh a bu chòir a chleachdadh gus coimpiutairean optigeach a chruthachadh. An uair sin, thog luchd-rannsachaidh bho Institiud Paul Scherrer na h-Eilbheis stuth trì-ìrean bho bhillean magnets beaga a bha comasach air samhlachadh trì stàitean iomlan, a reir coslais ri uisge.
Dè as urrainn a chleachdadh airson? Tha na h-Israelich ag iarraidh togail. Bidh na h-Eilbheis a’ bruidhinn mu sgaoileadh dàta agus clàradh, a bharrachd air spintronics san fharsaingeachd.
Metamaterial minimagnet trì-ìrean a tha coltach ri trì stàitean uisge.
Photons air iarrtas
Dh’ fhaodadh rannsachadh le luchd-saidheans aig Saotharlann Nàiseanta Lawrence Berkeley aig Roinn an Lùtha leantainn gu leasachadh choimpiutairean optigeach stèidhichte air meata-stuthan. Tha iad a’ moladh seòrsa de fhrèam laser a chruthachadh a ghlacas pasganan sònraichte de dadaman ann an àite sònraichte, a’ cruthachadh dealbhadh teann, fo smachd. structar stèidhichte air solas. Tha e coltach ri criostalan nàdarra. Le aon eadar-dhealachadh - tha e cha mhòr foirfe, chan eilear a 'faicinn lochdan ann an stuthan nàdarra.
Tha luchd-saidheans den bheachd nach e a-mhàin gum bi e comasach dhaibh smachd teann a chumail air suidheachadh buidhnean de dadaman anns an “criostail aotrom” aca, ach cuideachd buaidh ghnìomhach a thoirt air giùlan dadaman fa leth a’ cleachdadh leusair eile (faisg air raon infridhearg). Bheir iad orra, mar eisimpleir, lùth sònraichte a chuir a-mach air iarrtas - eadhon aon photon, a dh’ fhaodas, nuair a thèid a thoirt a-mach à aon àite sa chriostail, a dhol an sàs ann an atom glaiste ann an àite eile. Bidh e na sheòrsa de iomlaid fiosrachaidh sìmplidh.
Tha an comas photon a leigeil ma sgaoil gu sgiobalta ann an dòigh fo smachd agus a ghluasad le glè bheag de chall bho aon atom gu atom eile na cheum giollachd fiosrachaidh cudromach airson coimpiutaireachd cuantamach. Faodaidh tu smaoineachadh air a bhith a’ cleachdadh sreath iomlan de photons fo smachd gus àireamhachadh gu math toinnte a dhèanamh - fada nas luaithe na bhith a’ cleachdadh choimpiutairean an latha an-diugh. Dh’ fhaodadh ataman a tha freumhaichte ann an criostal fuadain leum bho aon àite gu àite eile. Anns a 'chùis seo, bhiodh iad fhèin nan luchd-còmhdhail fiosrachaidh ann an coimpiutair quantum no dh' fhaodadh iad mothachadh cuantamach a chruthachadh.
Tha luchd-saidheans air faighinn a-mach gu bheil dadaman rubidium air leth freagarrach airson an adhbharan. Ach, faodar ataman barium, calcium, no cesium a ghlacadh le criostal laser fuadain leis gu bheil ìrean lùtha co-chosmhail aca. Gus an metamaterial a chaidh a mholadh a dhèanamh ann am fìor dheuchainn, dh'fheumadh an sgioba rannsachaidh beagan dadaman a ghlacadh ann an lios criostail fuadain agus an cumail an sin eadhon nuair a bha iad air bhioran gu stàitean lùtha nas àirde.
Mas-fhìor fhìrinn às aonais uireasbhaidhean optigeach
Dh'fhaodadh metamaterials iarrtasan feumail a lorg ann an raon leasachaidh eile de theicneòlas -. Tha mòran chuingealachaidhean eadar-dhealaichte aig fìrinn fhìrinneach. Tha àite cudromach aig neo-fhoirfeachdan optics as aithne dhuinn. Tha e cha mhòr do-dhèanta siostam optigeach foirfe a thogail, oir tha an-còmhnaidh gluasadan ris an canar, i.e. saobhadh tonn air adhbhrachadh le diofar fhactaran. Tha sinn mothachail air gluasadan spherical agus cromatach, astigmatism, coma agus mòran, mòran de dhroch bhuaidhean eile a tha aig optics. Feumaidh neach sam bith a chleachd seataichean brìgheil brìgheil a bhith air dèiligeadh ris na h-uinneanan sin. Tha e do-dhèanta a bhith a’ dealbhadh optics VR a tha aotrom, a’ toirt a-mach ìomhaighean àrd-inbhe, aig nach eil bogha-froise follaiseach (aberrations cromach), a’ toirt sealladh farsaing, agus a bhith saor. Tha seo dìreach neo-fhìor.
Sin as coireach gu bheil luchd-saothrachaidh uidheamachd VR Oculus agus HTC a’ cleachdadh lionsan Fresnel ris an canar. Leigidh seo leat mòran nas lugha de chuideam fhaighinn, cuir às do ghluasadan croma agus faigh prìs gu math ìosal (tha an stuth airson lionsan mar sin saor). Gu mì-fhortanach, tha fàinneachan ath-bheòthail ag adhbhrachadh w Fresnel lionsan lùghdachadh mòr ann an coimeas agus cruthachadh glaodh ceud-ghluasadach, a tha gu sònraichte follaiseach far a bheil eadar-dhealachadh mòr aig an t-sealladh (cùl-dubh).
Ach, o chionn ghoirid fhuair luchd-saidheans bho Oilthigh Harvard, air a stiùireadh le Federico Capasso, leasachadh lionsa tana agus còmhnard a’ cleachdadh metamaterials. Tha an còmhdach nanostructure air glainne nas taine na falt daonna (0,002 mm). Chan e a-mhàin nach eil na h-eas-bhuannachdan àbhaisteach ann, ach tha e cuideachd a’ toirt seachad càileachd ìomhaigh fada nas fheàrr na siostaman optigeach daor.
Bidh an lionsa Capasso, eu-coltach ri lionsan convex àbhaisteach a bhios a’ lùbadh agus a’ sgapadh solas, ag atharrachadh feartan tonn an t-solais mar thoradh air structaran microscopach a’ sruthadh bhon uachdar, air an tasgadh air glainne èiteag. Bidh gach leac den leithid a 'toirt air falbh solas ann an dòigh eadar-dhealaichte, ag atharrachadh a stiùir. Mar sin, tha e cudromach a leithid de nanostructure (pàtran) a sgaoileadh gu ceart a tha air a dhealbhadh le coimpiutair agus air a thoirt a-mach a ’cleachdadh dhòighean coltach ri pròiseasairean coimpiutair. Tha seo a’ ciallachadh gum faodar an seòrsa lionsa seo a thoirt a-mach anns na h-aon fhactaraidhean ’s a bha e roimhe, a’ cleachdadh pròiseasan saothrachaidh aithnichte. Tha titanium dioxide air a chleachdadh airson sputtering.
Is fhiach iomradh a thoirt air fuasgladh ùr-ghnàthach eile de "meta-optics". hyperlenses metamaterialair a thogail aig Oilthigh Ameireagaidh ann am Buffalo. Bha a 'chiad dreachan de hyperlenses air an dèanamh le airgead agus stuth dielectric, ach cha robh iad ag obair ach ann an raon glè chumhang de thonnan. Chleachd an luchd-saidheans Buffalo rèiteachadh dlùth de shlatan òir ann an cùis thermoplastic. Bidh e ag obair anns an raon tonn solais faicsinneach. Bidh an luchd-rannsachaidh a’ nochdadh an àrdachadh ann an rùn mar thoradh air an fhuasgladh ùr a’ cleachdadh endoscope meidigeach mar eisimpleir. Mar as trice bidh e ag aithneachadh nithean suas gu 10 nanometers, agus an dèidh a bhith a 'stàladh hyperlenses, bidh e "a' tuiteam" sìos gu 250 nanometers. Tha an dealbhadh a’ faighinn thairis air duilgheadas eadar-dhealachaidh, iongantas a lughdaicheas gu mòr rùn nan siostaman optigeach - an àite saobhadh tonn, bidh iad air an tionndadh gu tonnan a ghabhas clàradh ann an innealan optigeach às deidh sin.
A rèir foillseachadh ann an Nature Communications, faodar an dòigh seo a chleachdadh ann an iomadh raon, bho chungaidh-leigheis gu amharc aon mholacile. Tha e iomchaidh feitheamh airson innealan concrait stèidhichte air metamaterials. Is dòcha gun leig iad le virtual reality gus fìor shoirbheachadh a choileanadh mu dheireadh. A thaobh "coimpiutaran optigeach", tha iad sin fhathast nan dùilean fada agus neo-shoilleir. Ach, chan urrainnear dad a dhiùltadh ...
