Sari la conținut

Tranzistor optic creeat dintr-o singură moleculă

Trimis donpetru , sep 15 2010 12:21 | 3990 Vizualizari
- - - - -


Cercetătorii de la ETH Zurich au realizat cu succes un tranzistor optic dintr-o singură moleculă. Prin această realizare va fi nevoie doar de un singur pas până la realizarea computerelor optice. Conexiunile la internet şi calculatoarele trebuie să fie mai rapide ca niciodată şi mult mai puternice decât sunt în prezent. Cu toate acestea, unităţile centrale de procesare (cunoscute şi sub denumirea de procesoare sau CPU) limitează performanţele calculatoarelor - spre exemplu - din cauză că produc o cantitate enormă de căldură. Milioanele de tranzistoare care comută şi amplifică semnalele electronice în procesor sunt responsabile de acest lucru. Un centimetru pătrat din CPU poate degaja până la 125W “căldură”, care este de zece ori mai mare decât căldura degajată de un centimetru pătrat a unei plite electrice.

Fotoni în loc de electroni!

De ceva timp oamenii de ştiinţă au încercat să descopere o nouă modalitate de producere a circuitelor integrate care să funcţioneze pe baza de fotoni în loc de electroni. Motivul este că fotoni nu numai că generează mai puţină căldură decât electroni dar permit considerabil rate mai mari de transfer de date.

Deşi o mare parte din telecomunicaţiile din ziua de azi se bazează pe transmisii optice, codificarea informaţiilor necesare se realizează cu ajutorul comutatoarelor electronice. Până la realizarea unui tranzistor optic compact este însă un drum lung! Vahid Sandoghdar, profesor la Laboratorul de Fizică-Chimie de la ETH Zurich, explică faptul că, "Comparând starea actuală a acestei tehnologii cu cea a electronicii actuale, suntem ceva mai aproape de amplificatoarele cu tuburi din anii ’50 decât de circuitele integrate din prezent".

Cu toate acestea, grupul de cercetare a ajuns la o descoperire de succes: crearea unui tranzistor optic dintr-o singură moleculă. Pentru asta, ei s-au folosit de faptul că energia moleculei este cuantizată: atunci când lumina laser loveşte molecula, lumina este absorbită iar molecula îşi schimbă starea energetică. Ca rezultat, fascicul laser este absorbit. În schimb, este posibil să se elibereze energia absorbită şi din nou următorul fascicol de lumină să fie absorbit. Acest ciclu de “absorţie-cedare” se produce din cauză că fascicul imprimă modificări ale energiei înmagazinată de moleculă, având drept rezultat amplificarea fasciculul de lumină. Acest fenomen descris anterior este aşa-numita emisie stimulată, pe care Albert Einstein a descris-o acum mai bine de 90 de ani în urmă, şi care de asemenea, stă la baza principiului laser.

Concentrarea pe scară nano

Jaesuk Hwang, primul autor al studiului ştiinţific şi membru al Grupului de Nano-optică Sandoghdar, explică faptul că: "Amplificarea în laserul convenţional este realizată de un număr mare de molecule." Concentrându-se un fascicul laser pe o singură moleculă mică, oamenii de ştiinţă de la la ETH Zurich au fost capabili să genereze emisii stimulate, folosind doar o singură moleculă. Ei s-au ajutat de acest lucru prin faptul că, la temperaturi joase, moleculele par să-şi mărească aparent suprafaţa lor pentru interacţiunea cu lumina. Prin urmare, cercetători au fost nevoiţi să răcească molecula până la minus 272 grade Celsius (minus 457.6 grade Fahrenheit), adică cu un grad mai sus de zero absolut. În acest caz, mărirea suprafaţei a corespuns aproximativ cu diametrul concentrat de fascicul laser.

Comutarea luminii cu ajutorul... luminii!

Prin folosirea unui singur fascicul laser se poate pregăti starea quantica a moleculei în mod controlat, iar oamenii de ştiinţă ar putea atenua semnificativ sau amplifica un al doilea fascicul laser. Acest mod de funcţionare este identic cu cea a unui tranzistor convenţional, în care potenţialul electric poate fi folosit pentru a modula un al doilea semnal.
Astfel, părţile componente, cum ar fi noua moleculă a unui singur tranzistor, poate de asemenea să deschidă calea pentru un computer cuantic. Sandoghdar spune: "Mulţi ani de cercetare vor fi în continuoare necesari pentru ca fotoni să înlocuiască electroni în tranzistori. Între timp, oamenii de ştiinţă vor învăţa să manipuleze şi controleze sisteme cuantice în diferite moduri, aducând rezultatele ştiinţifice multe mai aproape de timpul realizării primului computer cuantic."

Sursa: ETH Zurich


0 Comentarii

SUPPORT WEBSITE

    Susțineți dezvoltarea acestui site web
Today's Birthday's

Last FAQ

  • ian 11 2013 08:57
    Izolatia externa reprezinta izolația părților exterioare ale unui echipament, constând din distanțe de separare în aer si din suprafețele în contact cu aerul ale izolației solide ale unui echipament, care sunt supuse la solicitări d...
  • mar 03 2013 04:16
    Este o retea electrică al cărei punct neutru nu are nici o legătură voită cu pământul, cu excepia celei realizate prin aparate de măsurare, de protecie sau de semnalizare, având o impedană foarte mare.
  • iul 01 2014 08:27
    Acest nivel de izolatie se defineste astfel:a) pentru echipamentele cu tensiunea cea mai ridicată < 245 kV:- tensiunea nominală de tinere la impuls de trăsnet si- tensiunea nominală de tinere de scurtă durată la frecvenă indu...
  • ian 11 2013 08:34
    Supratensiunile electrice tranzitorii sunt de trei tipuri:- supratensiune cu front lent: Supratensiune tranzitorie, în general unidirecțională, având durata până la vârf 20 μs < Tp < 5000 μs si durata spatelui T2 < 20 ms...
  • aug 07 2012 08:30
    Sitemele de achizitie de date se clasifica avand in vedere doua criterii:dupa conditiile de mediu in care lucreaza:▪ sisteme destinate unor medii favorabile(laborator);▪ sisteme destinate utilizarii in condii grele de lucru( echipam...

Latest News

Board Statistics

Total Posts:
72212
Total Topics:
6347
Total Members:
30468
Newest Member:
kanabys
Online At Once:
196 --- 26-iulie 18

113 utilizator(i) activ(i)(în ultimele 15 minute)

112 vizitatori, 0 utilizatori anonimi
Bing, Google, geo2000

emil.matei.ro Cel mai cuprinzator director romanesc