Фото: University of Manchester
новые материалы

Новая гибридная частица открывает путь к сверхбыстрым фотонным компьютерам

Новые гибридные частицы, открытые английскими физиками, могут лечь в основу информационно-технологической революции и привести к появлению сверхбыстрых компьютеров.

Нынешняя вычислительная техника использует электроны для передачи и кодирования информации. Со временем им на смену должны прийти фотоны, и тогда компьютеры станут намного быстрее и эффективнее. Ученые из Эксетерского университета предприняли важный шаг в этом направлении, обнаружив новую частицу, обладающую некоторыми свойствами графена, рассказывает Phys.org.

Это открытие позволит разработать фотонную вычислительную схему, в которой информацию будут переносить частицы, известные как безмассовые поляритоны Дирака.

Уникальное свойства частиц Дирака в том, что они имитируют релятивистские частицы без массы, что увеличивает эффективность их перемещения. Однако, из-за своих выдающихся качеств их трудно контролировать. К примеру, в графене невозможно включать или отключать электрические токи при помощи простого электрического потенциала.

Этот фундаментальный недостаток был успешно преодолен. «В случае графена для изменения его свойств нужно модифицировать его решетку, например, деформируя ее. Этим процессом очень сложно управлять, — объясняет Чарли-Рей Манн, ведущий автор статьи в Nature Communications. — Ключевое отличие в том, что поляритоны Дирака — гибридные частицы, смесь света и материи. Это дает нам уникальную возможность настроить их фундаментальные качества, манипулируя только фотонным компонентом».

Поместив сотовую метаструктуру между двумя отражающими зеркалами и меняя дистанцию между ними, можно настраивать свойства поляритонов Дирака простым, управляемым и обратимым образом.

«Мы показали возможность замедления или даже остановки частиц Дирака, и модифицировали их внутреннюю структуру, их хиральность, говоря технически, что невозможно сделать в самом графене», — говорит руководитель исследования Эрос Мариани. — Плоды нашей работы станут ключевым элементом фотонной вычислительной революции».

Недавно специалисты MIT получили необычный крученый графен, который, как считают ученые, может быть одним из вариантов редкого кристалла, предсказанного в 1930-х Юджином Вигнером. Такое состояние было достигнуто, когда в решетку из двух слоев графена внедряли все больше электронов.