Semi-luce-semi-materia: Nuove Particelle Potrebbero Portare A Una Rivoluzione Nell'informatica - Visualizzazione Alternativa

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Semi-luce-semi-materia: Nuove Particelle Potrebbero Portare A Una Rivoluzione Nell'informatica - Visualizzazione Alternativa
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Video: Semi-luce-semi-materia: Nuove Particelle Potrebbero Portare A Una Rivoluzione Nell'informatica - Visualizzazione Alternativa

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Anonim

Gli scienziati hanno scoperto nuove particelle che potrebbero costituire la base di una futura rivoluzione tecnologica basata su circuiti fotonici e portare allo sviluppo di metodi computazionali ultraveloci basati sulla luce. L'informatica oggi si basa sull'elettronica, in cui gli elettroni vengono utilizzati per codificare e trasportare informazioni. A causa di alcune limitazioni fondamentali, come la perdita di energia durante il riscaldamento resistivo, si prevede che i fotoni verranno a sostituire gli elettroni e ci saranno computer futuristici basati sulla luce che saranno molto più veloci ed efficienti di quelli elettronici.

I fisici dell'Università di Exeter hanno compiuto un passo importante verso questo obiettivo scoprendo nuove particelle che sono per metà leggere e per metà materia e che ereditano una serie di proprietà notevoli dal grafene.

Cosa sostituirà l'elettronica?

La scoperta degli scienziati apre le porte allo sviluppo di circuiti fotonici che utilizzano particelle alternative note come polaritoni di Dirac privi di massa per trasmettere informazioni invece di elettroni.

I polaritoni di Dirac hanno origine nelle metasuperfici a nido d'ape, che sono materiali ultrasottili progettati con strutture in nanoscala che sono molto più corte della lunghezza d'onda della luce.

Una proprietà unica delle particelle di Dirac è che imitano le particelle relativistiche prive di massa, consentendo loro di viaggiare in modo molto efficiente. Questo fatto rende il grafene uno dei materiali più conduttivi conosciuti dall'uomo.

Tuttavia, nonostante le proprietà insolite di tali materiali, sono estremamente difficili da controllare. Ad esempio, nel grafene, è impossibile accendere e spegnere le correnti elettriche utilizzando un semplice potenziale elettrico, il che limita il potenziale utilizzo del grafene nei dispositivi elettronici. Questo difetto fondamentale - la mancanza di personalizzazione - è stato superato con successo dai fisici dell'Università di Exeter.

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Gli scienziati hanno dimostrato che incorporando metasuperfici a nido d'ape tra due specchi riflettenti e cambiando la distanza tra loro, è possibile sintonizzare le proprietà fondamentali dei polaritoni di Dirac in modo semplice, controllabile e reversibile. Ciò è stato ottenuto anche perché i polaritoni di Dirac sono una miscela di componenti di luce e materia. È questa natura ibrida che consente di regolare le loro proprietà fondamentali manipolando solo la componente leggera, cosa impossibile da fare con il grafene.

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