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.

Загрузка...
Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 3 раза в день

Плутон выровнялся с остальными планетами Солнечной системы. В следующий раз это произойдет в 2179 году
Кейсы
«Робот берет вас на работу»: как искусственный интеллект, блокчейн и VR подбирают персонал
Мнения
Телемедицина, роботы и умные дома: каким через 5 лет будет «оцифрованный» город в России
Тренды
Мясная революция: как перейти от веганских заменителей к клеточным технологиям и биореакторам
Идеи
AI-выборы: как искусственный интеллект и голосовые помощники сделают демократию лучше
Тренды
Идеи
Тупик для беспилотников: как мечты разработчиков разбиваются о неожиданности на дорогах
Здесь нужен InsurTech: за какими стартапами будущее страхования
Мнения
Идеи
Вирус лженауки в Google: как поисковые системы распространяют опасные мифы о прививках
«Кто-то управляет моим домом»: как жертв домашнего насилия терроризируют с помощью умных устройств
Умный дом
Паскаль Фуа, EPFL, — о ключевых точках, глубоких нейросетях и эпиполярной геометрии
Мнения
20 фильмов о кибербезопасности, взломах и цифровых преступлениях
Тренды
Ян Лекун, Facebook: «Прогностические модели мира — решающее достижение в ИИ»
Мнения
Джианкарло Суччи: «Попытка спроектировать программу без багов — утопия»
Иннополис
Game out: Как видеоигры обучают детей-аутистов держать равновесие и узнавать людей
Тренды
Прослушка, контроль камеры и предсказание смерти пользователя: самые странные патенты Facebook
Кейсы
Цес Снук, QUVA: «Мы не хотим зависеть от крупных компаний, которые владеют всеми данными»
Мнения
Дмитрий Песков, АСИ: «В России традиционно долго запрягают, и в сфере IT мы только этим и занимаемся»
Иннополис
ДНК-тесты: как генетические компании обманывают людей и разрушают семьи
Мнения
Мануэль Маццара: «Для Facebook вы не покупатель, вы — продукт»
Иннополис
Тренды
Блокчейн, искусственное мясо и «смерть» смартфонов: что будет с технологиями через 10 лет
Витторио Феррари, Google: «Чтобы машина распознала книгу о Гарри Поттере нужна сложная математическая модель»
Мнения
7 медицинских технологий, которые скоро придут в российские больницы
Идеи
Руслан Зайдуллин, основатель Doc+, — о том, что делать Минздраву и о проблемах в российской медицине
Мнения
Ричард Вдовьяк, Philips: «В будущем диагностировать заболевания будут не только врачи, но и сами пациенты»
Тренды
Шедевры за биткоины: Как криптовалюта меняет рынок искусства
Блокчейн
Почему «московий» и «оганесон» устроили раскол между физиками и химиками?
Кейсы
Тренды
Сэр Харшад Бадехиа — о бронежилетах будущего, русских математиках и металлургии
«Надежнее золота»: блокчейн в цифрах
Блокчейн
Бас Лансдорп, Mars One: «Моя жена отдала бы все, чтобы не лететь на Марс»
Полет на Марс
Как big data, блокчейн и 3D-печать сделали пищу полезнее
Мнения
Томас Циммерман, IBM, — о том, как остановить конец света, спасая планктон
Тренды
Без Siri, Алисы и «Окей, Google»: как и зачем нас подслушивают собственные телефоны
Тренды
Шрада Агарвал, Outcome Health: «Когда человек знает о своей болезни, от этого выигрывает и он, и фарма»
Мнения
Тренды
«Дорогая, я ухожу от тебя к роботу!»: заменят ли секс-андроиды реальные отношения?
7 правил для начинающих и разумных блокчейн-инвесторов
ICO
Четвертая революция: как интернет вещей изменит промышленность и нефтедобычу
Тренды
Не витайте в «облаках»: как провайдеры обманывают доверчивых клиентов
Мнения
Тренды
Когда мы начнем летать на автомобилях в городе?
Как в Россию проникают технологии: интернет-рестораны, маникюр на дому и «умное» страхование
Кейсы
Гендиректор Uber Дара Хосровшахи: «Автомобили должны ездить в трех измерениях»
Мнения
Олег Бабкин: «Системных администраторов никто не обучает, обучают только разработчиков»
Мнения
«Чтобы создать новое лекарство, нужно 10–12 лет и миллиард долларов»
Мнения
Сооснователь «Евросети» Тимур Артемьев: «Мы будем летать из Лондона в Сидней через космос. Так ближе»
Тренды
Новый стандарт рекламного рынка: что нужно знать о programmatic, чтобы рекламироваться эффективно
Тренды
Иван Горшунов, Etcetera, — о мобильных приложениях, стартапах и «внутренней девятиэтажке», которая мешает заглянуть за горизонт
Мнения
Билетный IT: как построить технологическую платформу вокруг билетного бизнеса
Кейсы
Cognitive Technologies: как российское бездорожье поможет искусственному интеллекту водить машины лучше, чем люди
Кейсы
Кейсы
10 предпринимателей — о том, как им помогают новые технологии в жизни и бизнесе
Don’t open the doors: как сделать игру из пластилина в одиночку (и привлечь инвестора на следующий проект)
Кейсы