Eksperiment star 200 godina mogao bi da pomogne u stvaranju računara budućnosti

Eksperiment koji je prvi put izveden pre više od 200 godina sada bi mogao da pomogne naučnicima u razvoju novih računarskih tehnologija. Istraživači sa Univerziteta za tehnologiju Nanjang (NTU) u Singapuru pronašli su jednostavniji način za stvaranje neobičnih svetlosnih struktura koje bi jednog dana mogle imati važnu ulogu u skladištenju podataka i računarstvu.

Reč je o strukturama poznatim kao optički skirmioni, stabilnim vrtložnim obrascima svetlosti koji zbog svojih osobina privlače pažnju istraživača.

Preporučujemo

Svetlosne strukture koje mogu čuvati informacije

Optički skirmioni su veoma male i stabilne strukture koje nastaju u svojstvima svetlosti. Njihov oblik često se poredi sa bodljama ježa, a naučnici veruju da bi mogli da posluže kao osnova za buduće tehnologije skladištenja podataka, komunikacija i računanja.

Do sada su za stvaranje ovakvih struktura uglavnom bili potrebni složeni i skupi metamaterijali, odnosno posebno dizajnirani materijali koji mogu da kontrolišu ponašanje svetlosti.

Tim sa NTU pronašao je jednostavniji pristup. Umesto komplikovanih sistema, istraživači su usmerili laser prema malom kružnom disku i iskoristili prirodni optički efekat koji nastaje prolaskom svetlosti oko objekta.

Ovakav pristup omogućava lakše stvaranje, proučavanje i kontrolu složenih svetlosnih struktura.

"Neverovatno je da se optički skirmioni sada mogu stvarati jednostavnim efektom zaobilaženja svetlosti oko objekta, bez potrebe za skupim i složenim veštačkim metamaterijalima", objasnio je vođa istraživanja, vanredni profesor Šen Jitze sa NTU.

Eksperiment iz 19. veka dobio novu primenu

Osnova ovog otkrića nalazi se u poznatom optičkom fenomenu koji se naziva Poasonova mrlja.

Reč je o pojavi kod koje se u centru senke kružnog objekta osvetljenog koherentnim izvorom svetlosti, poput lasera, pojavljuje svetla tačka. Ovaj fenomen imao je važnu ulogu u raspravama naučnika početkom 19. veka o prirodi svetlosti.

U vreme kada se vodila debata da li se svetlost ponaša kao skup čestica koje se kreću pravolinijski ili kao talas koji može da se širi i menja pravac, Poasonova mrlja pružila je dokaz u korist talasne teorije.

Sada je isti efekat iskorišćen za stvaranje novih svetlosnih struktura.

Naučnici istovremeno stvorili četiri vrste optičkih struktura

Istraživači su otkrili da njihov sistem zasnovan na Poasonovoj mrlji može istovremeno da generiše čak četiri različite vrste optičkih skirmiona.

Među njima se nalaze spin skirmioni, Stoksovi skirmioni, električni i magnetni skirmioni. Svaki od njih predstavlja drugačiji način organizovanja osobina svetlosti, poput rotacije, polarizacije i ponašanja električnih i magnetnih polja.

Istovremeno stvaranje više vrsta ovih struktura omogućava naučnicima da proučavaju kako nastaju, razvijaju se i međusobno deluju u istom svetlosnom polju.

Računarske simulacije pokazale su strukture nalik rotirajućim nizovima strelica koje prikazuju kako se različite osobine svetlosti menjaju kroz poprečni presek Poasonove mrlje.

Put ka novim fotonskim tehnologijama

Svetlost ima veliki broj osobina koje naučnici mogu da kontrolišu, uključujući intenzitet, fazu, polarizaciju, spin, kao i električna i magnetna polja.

Te osobine mogu se organizovati u stabilne topološke strukture koje ostaju očuvane čak i kada se svetlosni oblik menja ili deformiše.

Jednostavniji način stvaranja optičkih skirmiona mogao bi da ubrza istraživanja u oblasti fotonike, obrade informacija i budućih računarskih sistema.

Za razliku od ranijih metoda koje su zahtevale složene metamaterijale, novi pristup koristi mnogo jednostavniju opremu. Naučnici veruju da bi ovo moglo otvoriti vrata daljem razvoju tehnologija koje koriste svetlost za prenos i obradu informacija.

Iako praktična primena još nije stigla do svakodnevnih uređaja, otkriće pokazuje kako stari naučni eksperimenti mogu dobiti potpuno novu ulogu u stvaranju tehnologija budućnosti.

(Telegraf.rs)