Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Оптика

Специалисты Гарвардского университета сделали еще один важный шаг к созданию оптических интегральных схем — разработали волновод с нулевым показателем преломления, совместимый с современными фотонными технологиями. При этом физики впервые смогли наблюдать феномен стоячей волны света.

В 2015 году ученые Школы инженерных и прикладных наук (SEAS) разработали первый метаматериал на чипе с коэффициентом преломления, равным нулю, то есть бесконечной фазовой скоростью света.

Когда световая волна проходит через материал, в зависимости от его свойств меняется амплитуда ее колебаний. Она выражается в показателе преломления. Если он равен нулю, свет перестает вести себя как движущаяся волна, совершающая колебательные движения, или фазы. Вместо этого он вытягивается в бесконечно длинную постоянную фазу.

Это открытие имеет огромное значение для создания оптических интегральных схем, поскольку снимает необходимость синхронизации волн в оптических устройствах. Но есть одна трудность: поскольку в процессе исследований, предшествовавших открытию 2015 года, ученые использовали для испытаний бесконечной волны призмы, все устройства были созданы именно в этой форме. Однако призма — не самая практичная форма для интегральных схем. Поэтому ученые решили разработать устройство, которое можно было бы напрямую подключить к существующим оптическим схемам, а для этого самой полезной формой является прямой провод или волновод.

Под руководством Эрика Мазура ученые создали волновод без призм, но не могли доказать, что его показатель преломления действительно равен нулю, поскольку волна света слишком мала и осциллирует слишком быстро. Единственным способом на самом деле увидеть длину волны — скомбинировать две волны для создания интерференции.

Представьте себе струны гитары, натянутые с обеих сторон. Когда струну задевают, создается волна, которая движется к колку, а потом возвращается обратно, создавая две волны, движущиеся в разных направлениях, но с той же частотой. Этот вид интерференции называется стоячей волной.

Ученые применили тот же метод для света в волноводе. Они «закрепили» свет, направив лучи в противоположные направления, чтобы создать стоячую волну. Отдельные волны осциллировали все еще слишком быстро, но с той же частотой, что и в обратном направлении, то есть в определенных точках они нейтрализовали друг друга, а в других точках — действовали сообща, создавать зоны света и зоны тьмы. А из-за нулевого преломления ученые смогли протянуть луч света достаточно далеко, чтобы это увидеть.

«Мы смогли наблюдать потрясающую демонстрацию нулевого преломления, — говорит Орад Решеф, один из авторов идеи. — Проходя через среду с таким низким коэффициентом, свойства волны, которые обычно слишком малы для прямого наблюдения, распространились настолько, что их можно было увидеть в обычный микроскоп».

Теперь ученые смогут воспользоваться волноводом, чтобы интегрировать его в обычные оптические устройства и найти практическое применение феномену нулевого преломления, например, в квантовых компьютерах, пишет Phys.org.

Канадские ученые-нейробиологи обнаружили в мозге человека аналоги оптических волокон. При определенных условиях они способны вырабатывать фотоны в диапазоне от 200 до 1300 нм, а роль волновода исполняет внешняя миелиновая оболочка аксона.

Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 3 раза в день

перейдите по одной из ссылок и нажмите кнопку Join
В МТИ изобрели новый способ хранения тепловой энергии
Идеи
20 стран откажутся от угольных электростанций к 2030 году
Кейсы
Новая Зеландия хочет истребить животных-вредителей с помощью CRISPR
Редактирование генома
AmEx запустила первый в мире сервис платежей на блокчейне
Блокчейн
«Предсказать скорость старения по анализам невозможно»
Идеи
Intel представила семейство 5G-модемов
Переход на 5G
Чистая энергетика
В Мексике установлена самая низкая в мире цена на солнечную энергию
Ученые вернули парализованным крысам возможность ходить
Биотехнологии
Fujitsu упростит обмен одних криптовалют на другие
Блокчейн
GE выпустила «мечту инженера» — 3D-принтер для печати авиазапчастей
3D-печать
ООН: «Цифровые технологии усиливают неравенство между странами»
Тренды
Нефтяной фонд Норвегии откажется от инвестиций в нефть и газ
Кейсы
Volkswagen инвестирует $12 млрд в производство электромобилей в Китае
Тренды
Биткойны
Владельцы биткойнов в США продадут их только при курсе $190 тысяч
Китай построит космический челнок с атомным двигателем до 2040 года
Космические планы
Изобретен более точный метод генного редактирования
Генетика
Умный замок BoxLock откроется только для вас и вашего курьера
Умный дом
Глава DARPA: «Мы застряли в прошлом, нас спасет только частный сектор»
Космические планы
Baidu представила домашних роботов и умную колонку с ИИ
Умный дом
Искусственный интеллект
«Мы воспитываем ИИ-бога, который возьмет власть над планетой»
Мутация в сообществе амишей защищает от старости
Идеи
К 2050 году водород обеспечит 1/5 энергетических потребности мира
Альтернативное топливо
Создана вакцина против рака печени
Борьба с раком
Система робомагазина Amazon Go узнает вора даже под маской
Магазины будущего
ИИ-повар Джузеппе готовит веганский майонез, по вкусу «как настоящий»
Искусственный интеллект
В Канаде введут систему идентификации на блокчейне
Блокчейн
Обнаружена еще одна экзопланета, пригодная для жизни
Жизнь в космосе
Экзоскелеты
Loсkheed Martin разработала экзоскелет для военного десанта
Компьютерная безграмотность несет угрозу американским рабочим
Рынок труда
Машинное обучение
Алгоритм Эндрю Ына лучше диагностирует пневмонию, чем врачи
Китай тестирует электронную идентификацию граждан на смартфонах
Тренды
«Биткойн-фьючерсы дестабилизируют мировую экономику»
Криптовалюты
Olie — самая дешевая умная лампа со встроенным голосовым помощником
Умный дом
Microsoft: «ИИ несет наибольшие риски нефтегазовому сектору»
Искусственный интеллект
40% пользователей боятся слежки через устройства умного дома
Умный дом
Эксперт по ИИ: «Я пацифист, но я против запрета роботов-убийц»
Искусственный интеллект
Физики экспериментально проверят теорию квантовой гравитации
Квантовая физика
TrueAccord собирает деньги с должников «мягко и аккуратно»
Финтех
Face ID будет контролировать продажу алкоголя в британских магазинах
Идеи
Человекоподобный чат-бот от Soul Machines начнет работать в Autodesk
Чатботы
Кейсы
Ученые впервые отредактировали гены в организме человека
VR не менее эффективна после инсульта, чем физиотерапия
Медицина будущего
SpaceX осуществит сверхсекретную космическую миссию Zuma
Частный космос
Медицина будущего
Началось тестирование персонализированной вакцины от рака на человеке
В Дубае остановки, мосты и причалы напечатают на 3D-принтере
Строительная 3D печать
«Электромобили GM станут прибыльными, в отличие от Tesla»
Электромобили
10 событий, которые изменят интернет вещей в 2018 году
Тренды
Технологии хранения в пять раз увеличивают стоимость чистой энергии
Чистая энергия
Новый спектроскоп позволит заглянуть в мозг новорожденных
Медицина будущего