وقتی نور جای الکتریسیته را می گیرد! - مجله سرگرمی

به گزارش خبرنگاران و به نقل از وب سایت رسمی دانشگاه استنفورد، پژوهشگران سعی دارند نوعی دیود در مقیاس نانو طراحی نمایند که بتواند امکان دستیابی به رایانه های سریع تر و کارآمدتر را فراهم کند و همچنین به جای الکتریسیته، نور را به کار ببرد.

شاید آینده پردازش اطلاعات، بیش از الکتریسیته به نور وابسته باشد. مارک لارنس(Mark Lawrence)، پژوهشگر مهندسی و علوم مواد دانشگاه استنفورد، گامی دیگر به سوی این آینده برداشته است. لارنس و گروهش، طرحی برای یک دیود فوتونی ارائه داده اند که می توان امکان جریان یافتن نور را در یک جهت فراهم کند و برخلاف دیودهای دیگر، آنقدر کوچک است که در تجهیزات الکترونیکی جای می گیرد. هدف لارنس، طراحی ساختارهای کوچکتر از اندازه میکروسکوپی بود.

جنیفر دیون(Jennifer Dionne)، استادیار مهندسی و علوم مواد دانشگاه استنفورد گفت: دیودها در تجهیزات الکترونیکی جدیدی مانند لامپ های LED و سلول های خورشیدی، همواره وجود دارند و به مدارهایی برای محاسبات و ارتباط مجهز هستند. در اختیار داشتن دیودهای فوتونی کارآمد، نقش مهمی در رسیدن به نسل آینده فناوری های مربوط به محاسبات، ارتباط و حتی مصرف انرژی خواهد داشت.

دیون و لارنس برای رسیدن به این هدف، یک دیود فوتونی جدید طراحی کردند و آن را با شبیه سازی ها و محاسبات رایانه ای مورد آنالیز قرار داده اند. آنها نانوساختارهایی نیز ایجاد کردند که از ذرات میکروسکوپی هم کوچکتر هستند و امیدوارند آنها را به مرحله فراوری برسانند.

لارنس اضافه نمود: یکی از اهداف ما این است که یک رایانه تمام نوری داشته باشیم که در آن، الکتریسیته جای خود را به طور کامل به نور می دهد و فوتون ها، همه کار پردازش اطلاعات را انجام می دهند. افزایش سرعت و پهنای باند نور می تواند راهکار های دقیق تری برای بعضی از دشوارترین مسائل علمی، ریاضی و مالی ارائه دهد.

چرخش نور، شکستن قوانین

چالش های اصلی در خصوص یک دیود مبتنی بر نور، در دو گروه قرار می گیرند. نخستین مورد این است که نور باید از میان یک شیء به سمت جلو حرکت کند و هیچ بخش متحرک دیگری وجود ندارد که بتواند آن را به عقب بازگرداند؛ در نتیجه برای قرار دادن نور در یک جهت، باید از مواد جدیدی استفاده گردد و دوم این که مدیریت کردن نور، بسیار دشوارتر از الکتریسیته است.

لارنس ادامه داد: حرکت نور در یک جهت، مانند قرار دریافت یک پیاده روی متحرک میان دو در است. پیاده رو در این مثال، نقش دامنه مغناطیسی را دارد. حتی اگر فردی بخواهد به سمت عقب حرکت کند و به طرف در برود، پیاده روی متحرک مانع این کار خواهد شد.

دیودها برای فراوری چرخش کافی قطبش نور، باید نسبتا بزرگ باشند؛ آن قدر بزرگ که در رایانه ها یا تلفن های همراه هوشمند به کار روند. دیون و لارنس کوشش کردند تا جایگزینی ارائه دهند و راهی پیدا نمایند تا بتوان برای فراوری چرخش، به جای دامنه مغناطیسی از پرتو نور استفاده کرد.

پژوهشگران برای ارائه ساختارهای کوچک و کارآمد، کوشش کردند تا نور را در نانوساختارهایی موسوم به متاسطح(metasurface) به کار ببرند. آنها صفحات سیلیکونی مافوق باریکی طراحی کردند که می توان از آنها برای محبوس کردن نور استفاده کرد.

نور در رایانه

پژوهشگران باور دارند که این ایده ها، بر پیشرفت رایانه های شبیه به مغز انسان موسوم به رایانه های نورومورفیک(neuromorphic computers) نیز موثر خواهند بود. رسیدن به این هدف، در گرو پیشرفت بیشتر عناصر مبتنی بر نور است.

دیون اضافه نمود: ابزار نانوفوتونیک ما می توانند امکان تقلید نحوه محاسبات نورون ها را فراهم نمایند و با تقیلد از اتصالات و کارایی مغز، به محاسبات سرعت ببخشند.

لارنس ادامه داد: ما می توانیم این ایده را در حوزه های بسیاری به کار ببریم و شاید روزی بتوانیم یک تراشه نوری را بر اساس این ایده ارائه دهیم که بتوان از آن در همه تجهیزات الکترونیکی استفاده کرد.

این پژوهش، در مجله Nature Communications به چاپ رسید.

pariha.com: پریها: مجله اخبار، سرگرمی، ورزش، فال، پزشکی، سینما، هنر، گردشگری

andishemag.ir: مجله اندیشه | مجله خبری و تحلیل اندیشه، گردشگری، ورزشی و فناوری

estekhdamjadid.ir: استخدام جدید: مجله کسب و کار، استارتاپ های گردشگری