Materi pertama dengan indeks bias 0

Untuk pertama kalinya, fisikawan telah mengembangkan metamaterial dengan nol indeks bias cahaya. Hal ini dapat menyebabkan terciptanya kelas baru komputer optik (fotonik) , di mana informasi dikirimkan dengan kecepatan sangat tinggi.

Metamaterial baru memungkinkan Anda untuk mengatasi keterbatasan desain komputer fotonik yang ada, di mana foton yang dihasilkan harus dikonversi menjadi elektron, karena itu semua keuntungan kecepatan hilang. Di sini, foton dapat dimanipulasi dengan segala cara dan melakukan berbagai hal yang tidak biasa dengannya.

"Cahaya biasanya sulit untuk dikompres atau diproses," kata Eric Mazur dari Universitas Harvard, seorang penulis terkemuka karya ilmiah, "tetapi bahan metam ini memungkinkan Anda untuk memproses cahaya ketika mentransfer dari satu chip ke chip lain: kompres, tekuk, putar, ubah diameter balok dari makro ke skala nano. "

Metamaterial terbuat dari kolom silikon yang tertanam dalam matriks polimer dan dibungkus dengan film emas.



Menurut penulis, gelombang cahaya dalam materi perjalanan "sangat cepat" tanpa melanggar hukum fisika. Tentu saja, dengan "tak terbatas" yang kami maksud adalah kecepatan fase gelombang, dan bukan kecepatan cahaya yang sebenarnya.



Semua orang tahu bahwa kecepatan cahaya dalam ruang hampa adalah 299.792.458 meter per detik. Tetapi masih ada indikator seperti itufase speed - kecepatan puncak gelombang di ruang sepanjang arah yang diberikan. Misalnya, ketika udara masuk ke air, gelombang cahaya diratakan (dikompresi) sekitar 30%. Artinya, kecepatan fasa berkurang 30% - masing-masing, indeks bias air adalah sekitar 1,3.

Apa yang terjadi pada metamaterial dengan indeks bias nol? Sederhananya, hal-hal yang cukup aneh terjadi. Gelombang cahaya, seolah-olah, diluruskan, puncak dan palung menghilang di atasnya, berubah menjadi garis lurus, fluktuasi yang merupakan faktor waktu, bukan ruang. Gelombang meluruskan membuatnya mudah untuk dimanipulasi tanpa kehilangan energi. Secara teoritis, karakteristik seperti itu berarti potensi yang hampir tak ada habisnya untuk menggunakan metamaterial baru dalam industri: dari telekomunikasi hingga komputasi kuantum. Sebagai contoh, pemancar kuantum dalam lingkungan di mana tidak ada fase maju dapat memancarkan foton yang selalu saling mengunci fase, kataPhilip Munoz, salah satu penulis karya ilmiah: "Ini juga dapat meningkatkan keterikatan antara bit kuantum, karena gelombang cahaya yang masuk memiliki panjang tak terbatas dan merambat secara efisien dalam medium, yang memungkinkan keterikatan partikel bahkan berjauhan".

Karya ilmiah "On-chip zero-index metamaterials" diterbitkan pada 19 Oktober 2015 dalam jurnal Nature Photonics ( pdf ).

Source: https://habr.com/ru/post/id385765/