Metamaterials ọhụrụ: ọkụ na-achịkwa

The plethora nke akụkọ banyere "metamaterials" (na ruturu n'ihi na nkọwa na-amalite blur) na-eme ka anyị na-eche banyere ha fọrọ nke nta ka a panacea maka nsogbu niile, mgbu na adịghị ike chere ihu n'oge a nke nkà na ụzụ. Echiche kacha atọ ụtọ n'oge na-adịbeghị anya gụnyere mgbako ngwa anya na eziokwu mebere.

nọ na mmekọ nwoke na nwanyị kọmputa echiche nke ọdịnihuỌmụmatụ gụnyere ọmụmụ ndị ọkachamara sitere na Mahadum Israel TAU dị na Tel Aviv. Ha na-emepụta nanomaterial multilayer nke ga-enyere aka ịmepụta kọmputa anya. N'aka nke ya, ndị nchọpụta si Switzerland Paul Scherrer Institute arụpụtala ihe nwere akụkụ atọ site na otu ijeri magnetik nke nwere ike ime. mee ka steeti atọ nke mkpokọta, site na ntụnyere na mmiri.

Kedu ihe enwere ike iji nke a mee? Ndị Izrel chọrọ iwu ụlọ. Ndị Switzerland na-ekwu maka ịnyefe data na ndekọ, na spintronics n'ozuzu.

Metamaterial nke nkeji atọ mere nke minimagnets, na-eme ka steeti mmiri atọ dị.

Photons na-arịọ

Nnyocha nke ndị ọkà mmụta sayensị na Ngalaba Energy Lawrence Berkeley National Laboratory nwere ike iduga mmepe nke kọmputa anya dabere na metamaterials. Ha na-atụ aro ịmepụta ụdị etiti laser nke nwere ike ọnyà nchịkọta nke atọm n'otu ebe, na-ekepụta nke ọma, na-achịkwa. ìhè dabeere Ọdịdị. Ọ yiri kristal eke. Na otu ihe dị iche - ọ fọrọ nke nta ka ọ bụrụ nke zuru oke; A naghị ahụ ntụpọ ọ bụla na ihe ndị sitere n'okike.

Ndị ọkà mmụta sayensị kwenyere na ọ bụghị naanị na ha ga-enwe ike ịchịkwa ọnọdụ nke otu atom na "kristal ọkụ" ha, kamakwa na-emetụta omume nke atom nke ọ bụla na-eji laser ọzọ (infrared nso). Ha ga-amanye ha, dịka ọmụmaatụ, ịmepụta ike ụfọdụ na-achọ - ọbụna otu foton, nke, na-ewepụ ya n'otu ebe na kristal, nwere ike imetụta atom tọrọ atọ na ọzọ. Ọ ga-abụ ụdị mgbanwe ozi dị mfe.

Ikike ị wepụta foton ngwa ngwa n'ụzọ a na-achịkwa ma bufee ya na obere mfu site na otu atom gaa na nke ọzọ bụ usoro nhazi ozi dị mkpa maka mgbakọ quantum. Mmadụ nwere ike iche n'echiche iji usoro foton niile a na-achịkwa na-eme ngụkọ dị mgbagwoju anya - ngwa ngwa karịa iji kọmputa ọgbara ọhụrụ. Atọm ndị agbakwunyere na kristal wuru nwere ike si n'otu ebe gaa n'ọzọ. N'okwu a, ha onwe ha ga-abụ ndị na-ebu ozi na kọmpụta quantum ma ọ bụ nwee ike ịmepụta ihe mmetụta quantum.

Ndị ọkà mmụta sayensị achọpụtala na atom rubidium dị mma maka ebumnuche ha. Agbanyeghị, barium, calcium ma ọ bụ ceium atom nwekwara ike ijide kristal laser arụpụtara n'ihi na ha nwere oke ike. Iji mee metamaterial ahụ a chọrọ na nnwale n'ezie, ndị otu nyocha ahụ ga-ejide ọtụtụ atọm n'ime lattice kristal wuru ma debe ha ebe ahụ ọbụlagodi mgbe enwere mmasị na steeti ike dị elu.

Eziokwu mebere na-enweghị ntụpọ anya

Metamaterials nwekwara ike ịhụ ngwa bara uru na mpaghara teknụzụ ọzọ na-emepe emepe - . Eziokwu mebere nwere ọtụtụ oke dị iche iche. ezughị okè nke optics mara anyị na-ekere òkè dị mkpa. Ọ fọrọ nke nta ka ọ bụrụ na ọ gaghị ekwe omume ịmepụta usoro ihe anya zuru oke, n'ihi na a na-enwekarị ihe a na-akpọ aberrations, ya bụ. ebili mmiri na-akpata site na ihe dị iche iche. Anyị maara nke okirikiri na chromatic aberrations, astigmatism, coma na ọtụtụ mmetụta ọjọọ ndị ọzọ nke optics. Onye ọ bụla nke jirila usoro ihe omume mebere emela ihe gbasara ihe ndị a. Ọ gaghị ekwe omume ịmepụta VR optics nke dị arọ, na-emepụta ihe oyiyi dị elu, enweghị egwurugwu a na-ahụ anya (chromatic aberrations), nwere nnukwu nlele anya, ma dị ọnụ ala. Nke a abụghị eziokwu.

Nke a bụ ya mere ndị na-emepụta ngwa VR - Oculus na HTC - ji ihe a na-akpọ Fresnel lenses. Nke a na-enye gị ohere ịnweta obere ibu dị arọ, wepụ chromatic aberrations ma nweta ọnụ ala dị ala (ihe maka mmepụta nke anya anya dị otú ahụ dị ọnụ ala). O di nwute, mgbanaka ntughari ọkụ na-ebute w Fresnel anya m ihe dị ịrịba ama dị iche iche na ịmepụta centrifugal na-egbuke egbuke, nke a na-ahụ anya karịsịa ebe ọnọdụ ahụ nwere nnukwu ọdịiche (nzụlite ojii).

Otú ọ dị, ndị ọkà mmụta sayensị na-adịbeghị anya sitere na Mahadum Harvard, nke Federico Capasso duziri, jisiri ike ịzụlite lens dị gịrịgịrị ma dị larịị na-eji metamaterials. Igwe nanostructure na iko dị gịrịgịrị karịa ntutu mmadụ (0,002 mm). Ọbụghị naanị na ọ nweghị ihe ọghọm ndị a na-ahụkarị, mana ọ na-enyekwa ogo onyonyo ka mma karịa sistemụ ngwa anya dị oke ọnụ.

Igwe oghere Capasso, n'adịghị ka anya anya convex a na-ahụkarị nke na-ehulata ma na-agbasa ìhè, na-agbanwe njirimara nke ebili mmiri n'ihi ihe ndị dị na microscopic na-esi n'elu pụta, nke edobere na iko quartz. Nke ọ bụla protrusion dị otú ahụ na-atụgharị ìhè dị iche iche, na-agbanwe ụzọ ya. Ya mere, ọ dị mkpa iji kesaa ụdị nanostructure (ụkpụrụ), nke emebere na kọmpụta ma mepụta ya site na iji usoro yiri nke ndị na-emepụta kọmputa. Nke a pụtara na enwere ike imepụta ụdị oghere a n'otu ụlọ ọrụ dịka ọ dị na mbụ, na-eji usoro amaara ama. A na-eji titanium dioxide eme ihe maka ịgba mmiri.

Ọ bara uru ịkọwa ihe ngwọta ọhụrụ nke "meta-optics". metamaterial hyperlenses, mere na American University na Buffalo. Ụdị nke mbụ nke hyperlenses bụ ọlaọcha na ihe dielectric, ma ha na-arụ ọrụ naanị n'ogo dị warara dị warara. Ndị ọkà mmụta sayensị Buffalo na-eji nhazi nke mkpara ọla edo mee ihe n'ime ụlọ thermoplastic. Ọ na-arụ ọrụ na nso ogologo wavelength ìhè a na-ahụ anya. Ndị na-eme nchọpụta na-egosi mmụba nke mkpebi nke sitere na ngwọta ọhụrụ site na iji endoscopy ahụike dịka ọmụmaatụ. Ọ na-amatakarị ihe ruru nanometer 10, na mgbe etinyere hyperlenses ọ “na-agbada” ruo nanometer 250. Nhazi ahụ na-emeri nsogbu nke diffraction, ihe omume nke na-ebelata mkpebi nke sistemu ngwa anya - kama ntụgharị nke ebili mmiri, a na-atụgharị ha na ebili mmiri nke nwere ike ịdekọ na ngwaọrụ ngwa anya na-esote.

Dị ka akwụkwọ e bipụtara na Nature Communications si kwuo, a pụrụ iji usoro a mee ihe n'ọtụtụ ebe, site na nkà mmụta ọgwụ ruo n'ikiri ihe dị iche iche nke ụmụ irighiri ihe. Ọ dị mma ichere maka ngwaọrụ dị iche iche dabere na metamaterials. Ikekwe ha ga-ekwe ka mebere eziokwu mechaa ghọọ ezigbo ihe ịga nke ọma. Banyere “kọmputa ngwa anya,” ndị a ka dị anya na atụmanya edoghị anya. Agbanyeghị, ọ nweghị ihe a ga-ewepụ ...