Styr ljus och nanopartiklar för att visa olika bilder och överför sedan annan data från
Det viktigaste med forskarnas nya arbete
För att förstå exakt vad forskarna gjorde, tänk på ett fönster. Det finns en bild ingraverad på ena sidan av den, men på andra sidan är bilden en helt annan.
Detta kan tyckas omöjligt, men i själva verketdet här är resultat som erhållits av forskare från National University i Australien (ANU). Teamet har utvecklat små, genomskinliga nanopartiklar som visar två olika bilder när de ses från olika vinklar.
Under ett av experimenten gjorde forskare en bild som samtidigt föreställde den australiensiska kontinenten och operahuset i Sydney.
En bild som visar två bilder samtidigt
Fältet som forskare studerar kallasolinjär optik. Upptäckter inom detta område skulle kunna användas för att förbättra fotonisk beräkning, vilket är datorer som använder synligt eller infrarött ljus snarare än ström för att överföra data.
Hur fungerar det?
Vanligtvis färdas ljus samma väg genom samma material, som glas eller vatten.
Forskarna beslutade att vända denna process ochhar utvecklat små glas som är belagda med nanopartiklar i form av cylindrar. För att få en känsla av skala, föreställ dig att 12 000 av dessa partiklar kan passa i tvärsnittet av ett människohår.
Dessa nanopartiklar kontrollerade ljusflödet, som vägskyltar som ger riktning till trafiken, förklarar fysikern Sergey Kruk.
Schematisk representation av hur ljus färdas
"Vi kunde introducera asymmetri i hur ljuset fortplantar sig. Så när det sprider sig framåt/bakåt får vi helt andra resultat, säger han.
Författarna till arbetet kallar dessa "vägmärken" olinjära dielektriska resonatorer.
De cylinderformade nanopartiklarna tillverkades av två lager av kisel och kiselnitrid. Varje lager hade olika brytningsindex. Det betyder att ljuset passerade genom varje medium på olika sätt.
Nanopartiklar kan placeras så att deglödde eller var mörka när ljus passerar genom dem framåt eller bakåt. Det är som små pixlar som antingen lyser eller inte lyser. Författarna gjorde ett mönster av dem, som tillsammans såg ut som en enda bild.
"Vanligtvis består bilder av enskilda pixlar. Och vi kan sätta ihop dessa pixlar till vilka mönster du vill, säger Crook.
Benjamin Eggleton, direktör för institutetNanoteknik i Sydney, kallade denna studie ett stort resultat. Detta, säger han, är viktig fysik som kan användas i olika tillämpningar. Den mest uppenbara tillämpningen, säger han, är i nanofotoniska komponenter för datoranvändning.
Nyckelelement i elektronisk datoranvändning och komplexmikrochipsarkitektur - diod. Det tillåter ström att flyta i endast en riktning. Inom fotonik eller ljusbaserad beräkning används en isolator istället för en diod.
Enligt professor Eggleton är dagens isolatorer mycket skrymmande och svåra att tillverka, men ANU-forskarnas arbete kan leda till små och enkla konstruktioner.
Fotoniska kretsar eller optisk beräkningkallas framtidens datorer. De kan göras mindre än elektroniska, och de går också i högre hastigheter, använder mindre ström och genererar mindre värme.
Många globala kvantberäkningsföretag förlitar sig på fotoniska kretsar, konstaterar Eggleton.
Hur är det med internet?
Det finns också en uppfattning om att ny teknik kommer att hjälpagör Internet snabbare och billigare. Dr Lei Wang från Southeast University i Kina sa: "Även om syftet med dessa bilder huvudsakligen är konstnärligt, visar de potentialen hos denna nya teknik.
"I verkliga tillämpningar kan dessa nanopartiklar sättas ihop till komplexa system som effektivt kommer att kontrollera ljusflödet - till exempel i nästa generations kommunikationsinfrastruktur."
Enligt Dr Crook, förmåganAtt kontrollera ljusflödet på nanoskala säkerställer att ljuset "går dit det ska gå och inte går dit det inte ska gå." Detta kan skapa en snabbare internetuppkoppling som kräver mindre el för att fungera, konstaterar teamet.
Till exempel, 2020, skapade forskare en fotonett schema som sänder 44,2 terabit data per sekund över en optisk fiber över en sträcka av 76 km. Detta är ungefär 1 miljon gånger snabbare än den genomsnittliga nedladdningshastigheten för bredband.
Crook menar att fysiker idag bara har börjat förstå hur intensivt ljus påverkar strukturen av material på nanoskala.
"Idag har forskare blivit otroligt framgångsrika i att hanteraelektrisk ström, men vi vet fortfarande lite om att kontrollera ljusstrålar. Denna forskning kan vara det första viktiga steget mot att skapa en komplex enhet för att kontrollera ljusstrålars rörelse. Detta liknar enheterna från mitten av 1900-talet som styrde rörelsen av elektriska strömmar”, avslutade Crook.
Läs mer:
Den unga stjärnan "gömde" något som förändrade forskarnas syn på universum. Huvudsaken
Två planeter hittade inte långt från jorden som är väldigt lika vår
Fysiker har skapat en atomlaser som kan fungera för evigt