Bag-ong mga metamaterial: kontrolado ang kahayag
Daghang mga taho bahin sa "metamaterial" (sa mga marka sa mga kinutlo, tungod kay ang kahulugan nagsugod sa pagkahanap) naghimo kanato nga maghunahuna nga kini hapit usa ka panacea alang sa tanan nga mga problema, kasakit ug mga limitasyon nga giatubang sa modernong kalibutan sa teknolohiya. Ang labing makaiikag nga mga konsepto bag-ohay lang may kalabotan sa mga optical computer ug virtual reality.
sa usa ka relasyon hypothetical nga mga kompyuter sa umaabotAng mga pananglitan naglakip sa mga pagtuon sa mga espesyalista gikan sa Israeli TAU University sa Tel Aviv. Nagdisenyo sila og mga multilayer nanomaterial nga kinahanglan gamiton sa paghimo og mga optical computer. Sa baylo, ang mga tigdukiduki gikan sa Swiss Paul Scherrer Institute nagtukod og tulo ka hugna nga substansiya gikan sa usa ka bilyon nga gagmay nga mga magnet nga makahimo sa simulate sa tulo ka aggregate estado, pinaagi sa pagtandi sa tubig.
Para sa unsa kini magamit? Ang mga Israeli gustong magtukod. Ang Swiss naghisgot bahin sa pagpadala sa datos ug pagrekord, ingon man sa spintronics sa kinatibuk-an.
Usa ka tulo ka hugna nga minimagnet metamaterial nga nagsundog sa tulo ka estado sa tubig.
Mga photon on demand
Ang panukiduki sa mga siyentista sa Lawrence Berkeley National Laboratory sa Departamento sa Enerhiya mahimong mosangpot sa pag-uswag sa mga optical computer base sa mga metamaterial. Gisugyot nila nga maghimo usa ka klase nga balangkas sa laser nga makadakop sa pipila nga mga pakete sa mga atomo sa usa ka lugar, nga nagmugna usa ka higpit nga gidisenyo, kontrolado. kahayag base sa istruktura. Kini susama sa natural nga mga kristal. Uban sa usa ka kalainan - kini hapit hingpit, walay mga depekto nga nakita sa natural nga mga materyales.
Ang mga siyentista nagtuo nga dili lamang sila makahimo sa hugot nga pagkontrolar sa posisyon sa mga grupo sa mga atomo sa ilang "kahayag nga kristal", apan usab aktibo nga nag-impluwensya sa kinaiya sa indibidwal nga mga atomo gamit ang laing laser (duol sa infrared range). Himuon nila kini, pananglitan, kung gipangayo, nagpagawas sa usa ka piho nga kusog - bisan ang usa ka photon, nga, kung gikuha gikan sa usa ka lugar sa kristal, mahimo’g molihok sa usa ka atom nga natanggong sa lain. Kini usa ka matang sa yano nga pagbinayloay sa kasayuran.
Ang abilidad sa dali nga pagpagawas sa usa ka photon sa usa ka kontrolado nga paagi ug pagbalhin niini nga adunay gamay nga pagkawala gikan sa usa ka atomo ngadto sa lain usa ka importante nga lakang sa pagproseso sa impormasyon alang sa quantum computing. Mahimong mahanduraw sa usa ang paggamit sa tibuuk nga mga arrays sa kontroladong mga photon aron mahimo ang labi ka komplikado nga mga kalkulasyon - labi ka paspas kaysa paggamit sa mga modernong kompyuter. Ang mga atomo nga nasulod sa usa ka artipisyal nga kristal mahimo usab nga molukso gikan sa usa ka dapit ngadto sa lain. Sa kini nga kaso, sila mismo mahimong mga tigdala sa impormasyon sa usa ka quantum computer o makahimo og quantum sensor.
Nakaplagan sa mga siyentipiko nga ang mga atomo sa rubidium maayo alang sa ilang mga katuyoan. Bisan pa, ang mga atomo sa barium, calcium, o cesium mahimo usab nga makuha sa usa ka artipisyal nga kristal nga laser tungod kay adunay parehas nga lebel sa enerhiya. Aron mahimo ang gisugyot nga metamaterial sa usa ka tinuud nga eksperimento, ang grupo sa panukiduki kinahanglan nga makakuha og pipila ka mga atomo sa usa ka artipisyal nga kristal nga lattice ug ibutang kini didto bisan kung naghinamhinam sa mas taas nga estado sa enerhiya.
Virtual reality nga walay optical defects
Ang mga metamaterial mahimong makit-an ang mapuslanon nga aplikasyon sa lain nga nag-uswag nga lugar sa teknolohiya -. Ang virtual reality adunay daghang lainlaing mga limitasyon. Ang mga pagkadili hingpit sa mga optika nga nahibal-an namon adunay hinungdanon nga papel. Imposible nga magtukod usa ka hingpit nga optical system, tungod kay adunay kanunay nga gitawag nga mga aberration, i.e. wave distortion tungod sa lainlaing mga hinungdan. Nahibal-an namon ang mga spherical ug chromatic aberrations, astigmatism, coma ug daghan, daghang uban pang dili maayo nga mga epekto sa optika. Bisan kinsa nga migamit sa virtual reality sets kinahanglan nga nakasagubang niini nga mga panghitabo. Imposible ang pagdesinyo sa VR optics nga gaan, makahimo og taas nga kalidad nga mga hulagway, walay makita nga balangaw (chromatic aberrations), makahatag og dako nga panglantaw, ug barato. Kini dili tinuod.
Mao nga ang mga tiggama sa kagamitan sa VR nga Oculus ug HTC naggamit sa gitawag nga Fresnel lens. Gitugotan ka niini nga makakuha labi ka gamay nga gibug-aton, wagtangon ang mga chromatic aberration ug makakuha usa ka medyo mubu nga presyo (barato ang materyal alang sa paghimo sa ingon nga mga lente). Ikasubo, ang mga refractive nga singsing hinungdan sa w Mga lente sa fresnel usa ka mahinungdanong drop sa contrast ug ang paghimo sa usa ka centrifugal glow, nga ilabi na nga mamatikdan diin ang talan-awon adunay taas nga kalainan (itom nga background).
Bisan pa, bag-o lang ang mga siyentipiko gikan sa Harvard University, nga gipangulohan ni Federico Capasso, nakahimo sa pagpalambo manipis ug patag nga lente gamit ang mga metamaterial. Ang nanostructure layer sa bildo mas nipis kaysa sa buhok sa tawo (0,002 mm). Dili lamang kini walay kasagaran nga mga kakulian, apan naghatag usab kini og mas maayo nga kalidad sa imahe kay sa mahal nga mga optical system.
Ang Capasso lens, dili sama sa tipikal nga convex lens nga nagduko ug nagsabwag sa kahayag, nagbag-o sa mga kabtangan sa light wave tungod sa mikroskopiko nga mga istruktura nga nagtuybo gikan sa ibabaw, nga gibutang sa quartz nga bildo. Ang matag ingon nga lingin lahi nga nag-refract sa kahayag, nag-usab sa direksyon niini. Busa, importante nga husto ang pag-apod-apod sa maong nanostructure (pattern) nga gidesinyo sa kompyuter ug gihimo gamit ang mga pamaagi nga susama sa mga processor sa kompyuter. Kini nagpasabot nga kini nga matang sa lente mahimong maprodyus sa parehas nga mga pabrika sama kaniadto, gamit ang nahibal-an nga mga proseso sa paggama. Ang Titanium dioxide kay gigamit para sa sputtering.
Angayan nga hisgotan ang laing bag-ong solusyon sa "meta-optics". metamaterial hyperlensesgikuha sa American University sa Buffalo. Ang una nga mga bersyon sa hyperlenses gihimo sa pilak ug usa ka dielectric nga materyal, apan kini nagtrabaho lamang sa usa ka pig-ot kaayo nga mga wavelength. Ang mga siyentista sa Buffalo migamit ug concentric nga kahikayan sa bulawan nga mga sungkod sa usa ka thermoplastic case. Kini nagtrabaho sa makita nga kahayag wavelength range. Giilustrar sa mga tigdukiduki ang pagtaas sa resolusyon nga resulta sa bag-ong solusyon gamit ang medikal nga endoscope isip usa ka pananglitan. Kasagaran kini makaila sa mga butang hangtod sa 10 nanometer, ug pagkahuman sa pag-install sa mga hyperlenses, kini "naghulog" hangtod sa 250 nanometer. Gibuntog sa disenyo ang problema sa diffraction, usa ka panghitabo nga makapakunhod pag-ayo sa resolusyon sa mga optical system - imbes nga distorsyon sa balud, kini nahimo nga mga balud nga mahimong marekord sa sunod nga mga optical device.
Sumala sa usa ka publikasyon sa Nature Communications, kini nga pamaagi mahimong magamit sa daghang mga lugar, gikan sa medisina hangtod sa usa ka obserbasyon sa molekula. Angayan nga maghulat alang sa mga konkretong aparato nga gibase sa mga metamaterial. Tingali ilang tugutan ang virtual reality nga sa katapusan makab-ot ang tinuud nga kalampusan. Sama sa alang sa "optical computer", kini labi pa nga layo ug dili klaro nga mga palaabuton. Bisan pa, wala’y mahimo nga isalikway ...
