HighTech Впервые ученым удалось достичь бесконечно большой скорости в микрочипах. Несмотря на то, что эта инновация вряд ли приведет к созданию сверхсветовых космических кораблей, технология искривления света может дать сильный толчок к созданию световых микрочипов, которыми можно оборудовать мощнейшие квантовые компьютеры.
Скорость света в вакууме составляет примерно 1.08 миллиарда километров в час, что, теоретичеки, является самой большой скоростью, с которой вещество или энергия способно преодолевать пространство. Если верить теории относительности Эйнштейна, превышение скорости света может иметь непредсказуемые последствия вплоть до перемещения во времени.
Однако исследователи, так или иначе, вплотную приблизились к преодолению этого барьера. Чтобы понять суть технологии, можно представить световой импульс в виде своеобразного “пучка” связанных между собой волн. Двигаясь в пространстве, этот пучок теряет и набирает энергию, максимальное значение которой достигается примерно в середине пути.
Если световой импульс сталкивается с материалом, поглощающим, искривляющим или рассеивающим свет, то волны, из которых состоит пучок, могут взаимодействовать друг с другом и таким образом разгоняться еще сильнее. Это позволяет развить максимальную скорость пучка под названием скорость изменения фазы импульса, выше скорости света.
Когда особый метаматериал, названный учеными материалом с нулевым индексом, входит в контакт со светом, он перестает вести себя как пучок двигающихся в пространстве волн. Вместо этого в материалах с нулевым индексом свет начинает вести себя весьма странно: его волны бесконечно растягиваются и преодолевают пространство с бесконечно большой скоростью.
Ученым впервые удалось поместить материал с нулевым индексом на микрочип, что является колоссальным прорывом.
Для достижения поставленных целей исследователи создали новый искусственный метаматериал, структура которого подогнана под взаимодействие и управление светом инновационными способами. Этот метаматериал состоит из рядов кремниевых стержней, вкрапленных в термопласт и облицованных отражающей золотой пленкой.
Эрик Мазур - соавтор исследования и прикладной физик Гарвардского университета, рассказал, что «новый метаматериал позволяет сгибать и растягивать свет практически мгновенно, что позволяет ему без проблем потери структуры преодолевать крутые повороты, что является очень полезным свойством для фотонных схем».
Кроме того, материалы с нулевым индексом могут оказаться полезными для соединения фотонных микрочипов в других типах устройств, таких как волоконно-оптические сети.
Мазур также рассказал, что «для помещения света на микрочип его необходимо постепенно уменьшить от привычных размеров до микро-уровня. Преимущество метаматериала заключается в том, что с его помощью это действие можно произвести в одно мгновение.
Материалы с нулевым индексом, подходящие для использования в чипах, могут дать сильный толчок к дальнейшему развитию квантовых компьютеров, теоретически способных проводить намного больше вычислений и с гораздо большей скоростью.