Metamaterial vaovao: voafehy ny hazavana
Betsaka ny tatitra momba ny "metamaterials" (amin'ny teny nalaina, satria manomboka manjavozavo ny famaritana) mahatonga antsika hihevitra azy ireo ho toy ny fanafody ho an'ny olana rehetra, ny fanaintainana ary ny fetra atrehin'ny tontolon'ny teknolojia maoderina. Ny hevitra mahaliana indrindra tato ho ato dia mahakasika ny solosaina optika sy ny zava-misy virtoaly.
miaraka amin'olona solosaina hypothetical ny ho avyOhatra, afaka mitanisa ny fikarohana nataon'ireo manam-pahaizana manokana avy amin'ny Oniversite TAU Israeliana ao Tel Aviv. Izy ireo dia mamolavola nanomaterials multilayer izay tokony hampiasaina amin'ny famoronana solosaina optika. Ho setrin'izany, ireo mpikaroka avy ao amin'ny Swiss Paul Scherrer Institute dia nanamboatra akora misy dingana telo avy amin'ny andriamby kely iray lavitrisa afaka simulate fanjakana mitambatra telo, amin’ny fanoharana amin’ny rano.
Inona no azo ampiasaina? Te hanorina ny Israelita. Ny Swiss dia miresaka momba ny fifindran'ny angona sy ny firaketana an-tsoratra, ary koa ny spintronics amin'ny ankapobeny.
Metamaterial misy dingana telo vita amin'ny minimagnets izay maka tahaka ny toetry ny rano telo.
Photons amin'ny fangatahana
Ny fikarohana nataon'ny mpahay siansa ao amin'ny Laboratoara Nasionaly Lawrence Berkeley ao amin'ny Departemantan'ny Angovo dia mety hitarika amin'ny fivoaran'ny solosaina optika mifototra amin'ny metamaterial. Manolo-kevitra izy ireo ny hamorona karazana rafitra laser izay afaka misambotra fonosana atôma sasany amin'ny toerana iray, mamorona rafitra iray voalamina tsara sy voafehy. rafitra mifototra amin'ny hazavana. Mitovitovy amin'ny kristaly voajanahary izy io. Miaraka amin'ny fahasamihafana iray - dia saika tonga lafatra, tsy misy lesoka hita amin'ny fitaovana voajanahary.
Mino ny mpahay siansa fa tsy vitan'ny hoe afaka mifehy mafy ny toeran'ny vondrona atôma ao amin'ny "kristaly hazavana", fa koa misy fiantraikany mavitrika amin'ny fitondran-tenan'ny atôma tsirairay amin'ny fampiasana laser hafa (akaiky ny infrarouge). Izy ireo dia hanao azy ireo, ohatra, amin'ny fangatahana hamoaka angovo iray - na dia photon tokana, izay, rehefa nesorina tamin'ny toerana iray ao amin'ny kristaly, dia afaka miasa amin'ny atoma voafandrika ao amin'ny iray hafa. Ho karazana fifanakalozam-baovao tsotra izany.
Ny fahaiza-mamoaka faingana photon amin'ny fomba voafehy sy mamindra izany amin'ny fatiantoka kely avy amin'ny atoma iray mankany amin'ny iray hafa dia dingana lehibe amin'ny fanodinana fampahalalana ho an'ny computing quantum. Azo alaina sary an-tsaina ny fampiasana fotony voafehy manontolo hanaovana kajy sarotra be - haingana kokoa noho ny fampiasana solosaina maoderina. Mety hitsambikina avy any amin'ny toerana iray mankany amin'ny toerana hafa koa ny atoma ao anaty kristaly artifisialy. Amin'ity tranga ity, izy ireo dia ho lasa mpitatitra vaovao amin'ny ordinatera quantum na afaka mamorona sensor quantum.
Hitan'ny mpahay siansa fa ny atoma rubidium dia mety tsara amin'ny tanjony. Na izany aza, ny atôma barium, kalsioma na cesium dia azo alaina amin'ny kristaly laser artifisialy satria manana haavon'ny angovo mitovy izy ireo. Mba hahatonga ny metamaterial atolotra ho tena andrana, ny ekipa mpikaroka dia tsy maintsy maka atôma vitsivitsy ao anaty makarakara kristaly artifisialy ary mitazona azy ireo ao na dia mientanentana amin'ny fanjakana ambony kokoa aza.
Ny zava-misy virtoaly tsy misy lesoka optika
Ny metamaterials dia afaka mahita fampiharana mahasoa amin'ny faritra mandroso amin'ny teknolojia -. Ny zava-misy virtoaly dia manana fetra maro samihafa. Manana anjara toerana lehibe ny tsy fahalavorarian'ny optika fantatra amintsika. Saika tsy azo atao ny manamboatra rafitra optika tonga lafatra, satria misy foana ny antsoina hoe aberrations, i.e. fanodinkodinana onja vokatry ny anton-javatra isan-karazany. Fantatsika ny fiovaovan'ny spherical sy ny chromatic, ny astigmatisma, ny coma ary ny fiantraikany ratsy maro hafa amin'ny optika. Na iza na iza nampiasa seta virtoaly virtoaly dia tsy maintsy niatrika ireo tranga ireo. Tsy azo atao ny mamolavola optique VR izay maivana, mamokatra sary avo lenta, tsy misy avana hita maso (chromatic aberrations), manome sehatra malalaka, ary mora. Tsy tena izy io.
Izany no mahatonga ny mpanamboatra fitaovana VR Oculus sy HTC mampiasa ilay antsoina hoe Lens Fresnel. Izany dia ahafahanao mahazo lanja be dia be, manafoana ny fiovaovan'ny chromatic ary mahazo vidiny somary ambany (mora ny fitaovana ho an'ny famokarana family toy izany). Mampalahelo fa miteraka w ny peratra refractive Lens fresnel fihenam-bidy lehibe amin'ny fifanoherana sy ny famoronana jiro centrifugal, izay tena tsikaritra amin'ny toerana misy fifanoherana avo (mainty mainty).
Na izany aza, vao haingana ireo mpahay siansa avy ao amin'ny Oniversiten'i Harvard, notarihin'i Federico Capasso, dia nahavita namolavola manify sy fisaka family mampiasa metamaterials. Ny sosona nanostructure amin'ny fitaratra dia manify noho ny volon'olombelona (0,002 mm). Tsy vitan'ny hoe tsy manana lesoka mahazatra izy io, fa manome kalitao tsara kokoa noho ny rafitra optika lafo vidy.
Ny lens Capasso, tsy toy ny lens convex mahazatra izay miondrika sy manaparitaka ny hazavana, dia manova ny toetran'ny onjam-pahazavana noho ny firafitry ny microscopic mipoitra avy eny ambonin'ny tany, napetraka amin'ny vera quartz. Ny sisiny tsirairay toy izany dia samy hafa ny refracter ny hazavana, manova ny làlany. Noho izany, zava-dehibe ny fizarana araka ny tokony ho izy ny nanostructure (modely) izay novolavolain'ny solosaina sy novokarina tamin'ny fomba mitovy amin'ny processeur informatika. Midika izany fa ity karazana family ity dia azo amboarina ao amin'ny orinasa mitovy amin'ny teo aloha, amin'ny fampiasana fomba famokarana fantatra. Ny gazy titanium dia ampiasaina amin'ny fandroahana.
Tsara ny manonona vahaolana vaovao hafa momba ny "meta-optics". hyperlenses metamaterialnalaina tao amin'ny Oniversite Amerikana ao Buffalo. Ny dikan-teny voalohany amin'ny hyperlenses dia vita tamin'ny volafotsy sy fitaovana dielectric, saingy tsy niasa afa-tsy tamin'ny halavan'ny onjam-peo. Ny mpahay siansa Buffalo dia nampiasa fehezam-boninkazo volamena tao anaty vata thermoplastic. Izy io dia miasa amin'ny halavan'ny onjam-pahazavana hita maso. Ny mpikaroka dia mampiseho ny fitomboan'ny fanapahan-kevitra vokatry ny vahaolana vaovao amin'ny fampiasana endoscope ara-pitsaboana ho ohatra. Matetika izy io dia mahafantatra zavatra hatramin'ny 10 nanometers, ary rehefa avy nametraka hyperlenses dia "midina" hatrany amin'ny 250 nanometers. Ny famolavolana dia mandresy ny olan'ny diffraction, tranga iray izay mampihena be ny famahana ny rafitra optika - fa tsy ny fanodikodinana onja, dia miova ho onja izy ireo izay azo raketina amin'ny fitaovana optika manaraka.
Araka ny navoakan'ny Nature Communications, io fomba io dia azo ampiasaina amin'ny sehatra maro, manomboka amin'ny fitsaboana ka hatramin'ny fandinihana molekiola tokana. Mety ny miandry ny fitaovana simenitra mifototra amin'ny metamaterial. Angamba izy ireo dia hamela ny zava-misy virtoaly hahatratra ny fahombiazana tena izy. Raha ny amin'ny "ordinateur optika", dia mbola lavitra sy manjavozavo ihany izany. Na izany aza, tsy misy azo tsinontsinoavina...
