Martiniani Laboratuvarı / NYU
60 katlı bir jiroskopun özelliklerinin çizimi
Artık oluşturulan jiroskop malzemeleri, yeni nesil fotonik bilgisayarlar için benzeri görülmemiş bir ışık engelleme gücü sağlamak üzere düzen ve düzensizliği birleştiriyor.
New York Üniversitesi’nden (NYU) bir araştırmacı ekibi “Giromorflarbirleştiren yeni bir meta materyal türü rastgelelik Her yönden gelen ışığı engelleyen büyük ölçekli yapısal desenlere sahip sıvılarınkine benzer.
Bu yeniliko uzun süredir devam eden sınırlamaları çözer dayalı kavramlarda yarı kristaller ve ilerlemeleri hızlandırabilir fotonik hesaplama.
Son yıllarda araştırmacılar yeni nesil bilgisayarları araştırıyorlar. ışık veya foton kullanarak çalışınelektrik akımları yerine.
Bilgiyi depolamak ve işlemek için ışığa güvenen sistemler bir gün işe yarayabilir çok daha verimli ve hesaplamaları tamamlayın çok daha hızlı geleneksel makinelere göre.
Işık tabanlı bilgi işlem henüz erken bir aşamadave temel teknik engellerden biri, küçük ışık akılarının kontrolü bir çip aracılığıyla seyahat ediyor.
Bu mikroskobik sinyalleri yeniden yönlendirin onları zayıflatmadan dikkatle geliştirilmiş materyaller gerektirir. Sinyalleri güçlü tutmak için donanımın, başıboş ışığın herhangi bir yönden girmesini engelleyen hafif bir madde içermesi gerekir.
Bu tür malzemeye “izotropik bant aralığı malzemesi“diye açıklıyor Bilim Günlük.
NYU’da Gyromorfların Keşfi
New York Üniversitesi’ndeki bilim insanları artık “” adını verdikleri yeni bir materyal belirlediler.GiromorflarBu zorluğa bilinen diğer çerçevelerden daha etkili bir şekilde yanıt veren.
Bu jiroskoplar özellikleri birleştirmek normalde sıvılar ve kristallerle ilişkilidir, ancak ikisini de geç Gelen ışığı her açıdan engelleme yeteneği.
Bir sunumda sunulan keşif madde şurada yayınlandı Fiziksel İnceleme Mektuplarıoptik davranışı ayarlamak için yenilikçi bir strateji sunuyor ve fotonik bilgisayarların gelişiminin ilerlemesine yardımcı olabilir.
“Jiromorflar, benzersiz bileşimlerinin mevcut yaklaşımlarla mümkün olandan daha iyi izotropik bant aralığı malzemelerine yol açması açısından bilinen herhangi bir yapıya benzemiyor” diyor. Stefano MartinianiNYU’da matematiksel fizik ve sinir bilimi profesörü ve makalenin baş yazarı.
Onlarca yıldır araştırmacılar yarı kristallere başvurdu izotropik bant aralığı malzemeleri tasarlarken. İlk kez fizikçiler tarafından önerilen bu yapılar Paul Steinhardt ve Dov Levine 1980’lerde ve daha sonra gözlemlenenr Dan SchechtmanMatematik kurallarına uyarlar ancak geleneksel kristaller gibi kendilerini tekrar etmezler.
Sözlerine rağmen yarı kristaller bir dezavantaj sunmak NYU ekibi tarafından fark edildi. Işığı tamamen engelleyebilirancak yalnızca itibaren sınırlı yönler.
Alternatif olarak, ışığı kısabilir her yönden geliyor ama ftamamen durdurmaya çalışın. Bu sınırlama, bilim adamlarını sinyal bozucu ışığı daha kapsamlı şekilde engelleyebilecek alternatifler aramaya yöneltti.
Yeni meta materyaller
NYU’daki araştırmacılar yaptıkları çalışmada “metamalzemeler” yarattıözellikleri gelişmiş yapılardır. mimarinize bağlı ve kimyasal bileşimi değil.
Bu malzemeleri tasarlarken karşılaşılan temel zorluklardan biri, Mizacınız fiziksel davranışlara nasıl yol açıyor? İstenilen.
Bunun üstesinden gelmek için ekip, işlevsel yapılar üretebilen bir algoritma geliştirdi. yerleşik dağınıklık ile. Çalışmaları yeni bir yöntem ortaya çıkardı “ilişkili bozukluk” tamamen düzenli ve tamamen rastgele uç noktaları arasında yer alan.
“Bir ormandaki ağaçları düşünün: rastgele konumlarda büyüyorlar, ancak tamamen rastgele değiller çünkü normalde birbirlerinden belirli bir mesafedeler”, diye açıklıyor Martiniani.
“Bu yeni model, jiroskoplar, özellikleri birleştirir uyumsuz olduğuna inandığımız ve bir işlev sunduğu Tüm alternatifleri geride bırakıyor yarı kristaller de dahil olmak üzere sipariş edildi.
Bilim adamları analizleri sırasında tüm izotropik bant aralığı malzemelerinin paylaşılan bir yapısal imza gösterdi.
“Bu imzayı yapısal hale getirmek istedik mümkün olduğu kadar belirgin“açıklıyor Mathias CasiulisNYU Fizik Bölümü’nde araştırmacı ve makalenin ilk yazarı. “Sonuç, jiroskoplar, yeni bir malzeme sınıfı veriyor; görünüşte uyumsuz özellikleri uzlaştırmak“.
“Bunun nedeni jiroskopların sabit bir yapıya sahip değil ve bir kristal gibi tekrarlanıyor, bu da onlara sıvı benzeri bozuklukama aynı zamanda onları uzaktan gözlemlersek, formu desenler düzenli”, diye açıklıyor araştırmacı.
“Bu özellikler devam etmeyen gruplar oluşturmak için birlikte çalışın ışık dalgaları hiçbir yönden nüfuz edemez” diye bitiriyor.