Controle a luz e as nanopartículas para mostrar imagens diferentes e depois transmita outros dados de
A principal coisa sobre o novo trabalho dos cientistas
Para entender exatamente o que os pesquisadores fizeram, pense numa janela. De um lado há uma imagem gravada, mas do outro lado a imagem é completamente diferente.
Isso pode parecer impossível, mas, na verdade,estes são os resultados obtidos por cientistas da Universidade Nacional da Austrália (ANU). A equipe desenvolveu nanopartículas minúsculas e translúcidas que mostram duas imagens diferentes quando vistas de ângulos diferentes.
Durante um dos experimentos, os cientistas fizeram um slide que representava simultaneamente o continente australiano e a Ópera de Sydney.
Um slide que mostra duas fotos ao mesmo tempo
O campo que os cientistas estudam é chamadoóptica não linear. As descobertas nesta área poderiam ser usadas para melhorar a computação fotônica, que é a computação que usa luz visível ou infravermelha em vez de corrente para transmitir dados.
Como isso funciona?
Normalmente, a luz viaja da mesma maneira através do mesmo material, como vidro ou água.
Os pesquisadores decidiram reverter esse processo edesenvolveram vidros minúsculos que são revestidos com nanopartículas na forma de cilindros. Para ter uma noção de escala, imagine que 12.000 dessas partículas caberiam na seção transversal de um cabelo humano.
Essas nanopartículas controlavam o fluxo de luz, como placas de trânsito que orientam o trânsito, explica o físico Sergei Kruk.
Representação esquemática de como a luz viaja
“Conseguimos introduzir assimetria na forma como a luz se propaga. Então, quando se propaga para frente/para trás, obtemos resultados completamente diferentes”, disse ele.
Os autores do trabalho chamam esses "sinais de trânsito" de ressonadores dielétricos não lineares.
As nanopartículas em forma de cilindro foram feitas de duas camadas de silício e nitreto de silício. Cada camada tinha um índice de refração diferente. Isso significa que a luz passou por cada meio de maneira diferente.
As nanopartículas podem ser colocadas de modo quebrilhavam ou eram escuros quando a luz passava por eles para frente ou para trás. É como pequenos pixels que acendem ou não acendem. Os autores fizeram um padrão deles, que juntos pareciam uma única imagem.
“Geralmente, as imagens são compostas de pixels individuais. E podemos montar esses pixels em qualquer padrão que você quiser”, disse Crook.
Benjamin Eggleton, Diretor do InstitutoNanotecnologia em Sydney, chamou este estudo de um resultado importante. Isso, diz ele, é uma física importante que pode ser usada em diferentes aplicações. A aplicação mais óbvia, diz ele, é em componentes nanofotônicos para computação.
Elemento chave da computação eletrônica e complexoarquitetura de microchip - diodo. Permite que a corrente flua em apenas uma direção. Em fotônica ou computação baseada em luz, um isolante é usado em vez de um diodo.
De acordo com o professor Eggleton, os isoladores atuais são muito volumosos e difíceis de fabricar, mas o trabalho dos cientistas da ANU pode levar a projetos pequenos e simples.
Circuitos Fotônicos ou Computação Ópticachamado o futuro da computação. Eles podem ser menores do que os eletrônicos e também funcionam em velocidades mais altas, usam menos energia e geram menos calor.
Muitas empresas globais de computação quântica dependem de circuitos fotônicos, observa Eggleton.
E a internet?
Há também uma opinião de que as novas tecnologias ajudarãotornar a Internet mais rápida e barata. O Dr. Lei Wang, da Southeast University, na China, disse: “Embora o objetivo dessas imagens seja principalmente artístico, elas demonstram o potencial desta nova tecnologia.
“Em aplicações do mundo real, essas nanopartículas podem ser montadas em sistemas complexos que controlarão efetivamente o fluxo de luz – por exemplo, na próxima geração de infraestrutura de comunicações”.
De acordo com o Dr. Crook, a capacidadeControlar o fluxo de luz em nanoescala garante que a luz “irá para onde deveria ir e não irá para onde não deveria”. Isto pode criar uma conexão de Internet mais rápida que requer menos eletricidade para funcionar, observa a equipe.
Por exemplo, em 2020, os cientistas criaram um fótonum esquema que transmite 44,2 terabits de dados por segundo através de uma fibra óptica a uma distância de 76 km. Isso é aproximadamente 1 milhão de vezes mais rápido que a velocidade média de download de banda larga.
Crook acredita que os físicos de hoje apenas começaram a entender como a luz intensa afeta a estrutura dos materiais em nanoescala.
“Hoje, os cientistas tornaram-se incrivelmente bem sucedidos na gestãocorrente elétrica, mas ainda sabemos pouco sobre como controlar os raios de luz. Esta pesquisa pode ser o primeiro passo importante para a criação de um dispositivo complexo para controlar o movimento dos raios de luz. Isso é semelhante aos dispositivos de meados do século 20 que controlavam o movimento das correntes elétricas”, concluiu Crook.
Consulte Mais informação:
A jovem estrela “escondeu” algo que mudou a visão dos cientistas sobre o Universo. A coisa principal
Dois planetas encontrados não muito longe da Terra que são muito semelhantes ao nosso
Físicos criaram um laser atômico que pode funcionar para sempre