نانوذرات همانند علائم جاده‌ای، عبور و مرور نور را کنترل می‌کنند

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، نانوذرات جریان نور را کنترل می‌کنند، مانند علائم جاده‌ای که ترافیک را هدایت می‌کنند، از این طریق می‌توان ادوات اپتیکی جدید با توانایی منحصر به فرد ایجاد نمود.

فیزیکدانان دانشگاه ملی استرالیا (ANU) اسلاید‌های نیمه شفاف کوچکی ساخته‌اند که قادر به تولید دو تصویر بسیار متفاوت با دستکاری جهت عبور نور از آن‌ها هستند.

با عبور نور از این اسلاید، تصویری از استرالیا دیده می‌شود، اما زمانی که اسلاید را برگردانید و دوباره نگاه کنید، تصویری از خانه اپرای سیدنی قابل مشاهده است. توانایی تولید دو تصویر کاملاً متفاوت به لطف توانایی دانشمندان ANU در کنترل جهتی که نور می‌تواند و نمی‌تواند در مقیاس نانو حرکت کند، امکان‌پذیر است. این فناوری می‌تواند راه را برای ارائه دستگاه‌های جدید مبتنی بر نور که می‌توانند به اینترنت سریع‌تر، ارزان‌تر و مطمئن‌تر منجر شوند، هموار کند. همچنین می‌تواند به‌عنوان پایه‌ای برای بسیاری از فناوری‌های آینده باشد.

این فناوری جدید که با همکاری همکارانی از چین، آلمان و سنگاپور توسعه یافته است، از نانوذرات بسیار کوچکی استفاده می‌کند که حدود ۱۲۰۰۰ عدد از آن‌ها می‌توانند در سطح مقطع موی انسان قرار بگیرند. این ذرات ریز به شکل الگو‌های منحصر به فردی روی اسلاید‌ها چیده شده‌اند.

سرگئی کروک، سرپرست پروژه، گفت: «این ذرات، جریان نور را کنترل می‌کنند، مانند علائم جاده‌ای که با دستکاری جهتی که نور می‌تواند یا نمی‌تواند در آن حرکت کند، ترافیک را در یک جاده شلوغ کنترل می‌کند.

برخی از ذرات اجازه می‌دهند نور فقط از چپ به راست جریان یابد، برخی دیگر از راست به چپ یا ممکن است مسیر در هر دو جهت مسدود شود.»

در کاربرد‌های دنیای واقعی، این نانوذرات را می‌توان در سیستم‌های پیچیده‌ای که جریان نور را به شیوه‌ای مفید کنترل می‌کنند، مانند زیرساخت‌های ارتباطی نسل بعدی، مونتاژ کرد.

به گفته کروک، توانایی کنترل جریان نور در مقیاس نانو تضمین می‌کند که نور به جایی که قرار است برود می‌رود و جایی که قرار نیست، نمی‌رود.

کروک، از مرکز فیزیک غیرخطی ANU، می‌گوید: «ما حجم عظیمی از اطلاعات را با کمک نور رد و بدل می‌کنیم. هنگامی که تماس ویدیویی، مثلاً از استرالیا به اروپا برقرار می‌کنید، صدا و تصویر شما به پالس‌های کوتاه نور تبدیل می‌شود که هزاران کیلومتر را از طریق یک فیبر نوری در قاره‌ها طی می‌کند. متأسفانه، وقتی از فناوری‌های مبتنی بر نور برای تبادل اطلاعات استفاده می‌کنیم، ممکن است اثرات منفی زیادی رخ دهد. نور ممکن است پراکنده یا منعکس شود، که ارتباط شما را به خطر می‌اندازد. با اطمینان از جریان نور دقیقاً در جایی که باید جریان داشته باشد، بسیاری از مسائل مربوط به فناوری‌های فعلی را حل خواهیم کرد.»

به گفته کروک، توسعه بسیاری از فناوری‌های فردا به شدت به توانایی ما برای کنترل نور در مقیاس کوچک بستگی دارد.

استقرار گسترده اجزای کوچکی که می‌توانند جریان نور را کنترل کنند، به طور بالقوه می‌تواند تغییرات فناورانه و اجتماعی مشابه تغییراتی را که در گذشته توسط توسعه اجزای کوچک کنترل‌کننده جریان الکتریسیته که به دیود‌ها و ترانزیستور‌ها معروف هستند، ایجاد کند.

به گفته وی، کنترل بر جریان الکتریسیته در مقیاس نانو چیزی است که در نهایت کامپیوتر‌ها و گوشی‌های هوشمند مدرن را برای ما به ارمغان آورد؛ بنابراین تصور پتانسیل فناوری نوظهور ما برای کنترل جریان نور هیجان‌انگیز است.