Controle la luz y las nanopartículas para mostrar diferentes imágenes y luego transmita otros datos desde
Lo principal sobre el nuevo trabajo de los científicos.
Para entender exactamente lo que hicieron los investigadores, piense en una ventana. Hay una imagen grabada en un lado, pero en el otro lado la imagen es completamente diferente.
Esto puede parecer imposible, pero, de hecho,estos son los resultados obtenidos por científicos de la Universidad Nacional de Australia (ANU). El equipo ha desarrollado nanopartículas diminutas y translúcidas que muestran dos imágenes diferentes cuando se ven desde diferentes ángulos.
Durante uno de los experimentos, los científicos hicieron una diapositiva que mostraba simultáneamente el continente australiano y la Ópera de Sydney.
Una diapositiva que muestra dos imágenes al mismo tiempo
El campo que estudian los científicos se llamaóptica no lineal. Los descubrimientos en esta área podrían utilizarse para mejorar la computación fotónica, que es una computación que utiliza luz visible o infrarroja en lugar de corriente para transmitir datos.
¿Cómo funciona?
Normalmente, la luz viaja de la misma manera a través del mismo material, como el vidrio o el agua.
Los investigadores decidieron invertir este proceso yhan desarrollado vasos diminutos que están recubiertos con nanopartículas en forma de cilindros. Para tener una idea de la escala, imagine que 12,000 de estas partículas podrían caber en la sección transversal de un cabello humano.
Estas nanopartículas controlaban el flujo de luz, como señales de tráfico que indican la dirección del tráfico, explica el físico Sergey Kruk.
Representación esquemática de cómo viaja la luz.
“Pudimos introducir asimetría en la forma en que se propaga la luz. Entonces, cuando se propaga hacia adelante/hacia atrás, obtenemos resultados completamente diferentes”, dijo.
Los autores del trabajo llaman a estas "señales de tráfico" resonadores dieléctricos no lineales.
Las nanopartículas con forma de cilindro se fabricaron a partir de dos capas de silicio y nitruro de silicio. Cada capa tenía un índice de refracción diferente. Esto significa que la luz pasó por cada medio de manera diferente.
Las nanopartículas se pueden colocar de manera quebrillaban o se oscurecían cuando la luz pasa a través de ellos hacia adelante o hacia atrás. Son como pequeños píxeles que se encienden o no se encienden. Los autores hicieron un patrón con ellos, que juntos parecían una sola imagen.
“Por lo general, las imágenes se componen de píxeles individuales. Y podemos ensamblar esos píxeles en cualquier patrón que desee”, dijo Crook.
Benjamin Eggleton, Director del InstitutoLa nanotecnología en Sydney, llamó a este estudio un resultado importante. Esto, dice, es física importante que se puede utilizar en diferentes aplicaciones. La aplicación más obvia, dice, está en los componentes nanofotónicos para computación.
Elemento clave de la computación electrónica y complejoarquitectura de microchip - diodo. Permite que la corriente fluya en una sola dirección. En fotónica o informática basada en la luz, se utiliza un aislante en lugar de un diodo.
Según el profesor Eggleton, los aisladores actuales son muy voluminosos y difíciles de fabricar, pero el trabajo de los científicos de la ANU podría conducir a diseños pequeños y simples.
Circuitos Fotónicos, o Computación Ópticallamado el futuro de la computación. Se pueden hacer más pequeños que los electrónicos y también funcionan a velocidades más altas, usan menos energía y generan menos calor.
Muchas empresas mundiales de computación cuántica confían en los circuitos fotónicos, señala Eggleton.
¿Qué pasa con Internet?
También existe la opinión de que las nuevas tecnologías ayudarán.hacer que Internet sea más rápido y más barato. El Dr. Lei Wang, de la Universidad del Sureste de China, dijo: “Aunque el propósito de estas imágenes es principalmente artístico, demuestran el potencial de esta nueva tecnología.
"En aplicaciones del mundo real, estas nanopartículas se pueden ensamblar en sistemas complejos que controlarán efectivamente el flujo de luz, por ejemplo, en la próxima generación de infraestructura de comunicaciones".
Según el Dr. Crook, la capacidadControlar el flujo de luz a nanoescala garantiza que la luz "irá a donde se supone que debe ir y no a donde no debería ir". Esto puede crear una conexión a Internet más rápida que requiere menos electricidad para funcionar, señala el equipo.
Por ejemplo, en 2020, los científicos crearon un fotón.un esquema que transmite 44,2 terabits de datos por segundo a través de una fibra óptica a una distancia de 76 km. Esto es aproximadamente 1 millón de veces más rápido que las velocidades promedio de descarga de banda ancha.
Crook cree que los físicos de hoy solo han comenzado a comprender cómo la luz intensa afecta la estructura de los materiales a nanoescala.
“Hoy en día, los científicos han logrado un éxito increíble en la gestióncorriente eléctrica, pero todavía sabemos poco sobre el control de los rayos de luz. Esta investigación puede ser el primer paso importante hacia la creación de un dispositivo complejo para controlar el movimiento de los rayos de luz. Esto es similar a los dispositivos de mediados del siglo XX que controlaban el movimiento de las corrientes eléctricas”, concluyó Crook.
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