„Farul de electroni” creat de fizicieni ar putea schimba viitorul electronicii. Curentul este controlat doar cu lumină

Un grup de cercetători de la University of Michigan a realizat un dispozitiv experimental care reușește să dirijeze electronii folosind exclusiv lumină, fără a aplica un câmp electric. Descoperirea, descrisă de autori drept un „far de electroni”, ar putea deschide noi direcții pentru electronica viitorului și pentru dezvoltarea tehnologiilor cuantice.

Rezultatele studiului arată că direcția curentului electric poate fi modificată doar prin schimbarea proprietăților fasciculelor laser utilizate, fără alimentarea clasică a circuitului, scrie Physical Review Letters.

Cum funcționează „farul de electroni”

În mod obișnuit, electronii se deplasează printr-un material deoarece asupra lor acționează un câmp electric. În noul experiment, cercetătorii au demonstrat că două impulsuri laser în infraroșu pot pune electronii în mișcare și le pot controla direcția fără nicio tensiune aplicată.

Dispozitivul folosește două fascicule laser cu lungimi de undă diferite, iar modificarea polarizării luminii schimbă automat traiectoria electronilor.

Autorii spun că electronii generați în acest mod formează un curent balistic. Spre deosebire de curentul electric obișnuit, unde particulele sunt deviate constant de impuritățile materialului, electronii își păstrează direcția inițială pe distanțe mai mari.

Pentru realizarea experimentului, echipa a construit dispozitivul în cadrul Lurie Nanofabrication Facility, unde a fost nevoie de dezvoltarea unui proces special de fabricație pentru eliminarea oricăror câmpuri electrice externe care ar fi putut influența rezultatele.

Efectul era prezis de teorie de mai mulți ani

Fenomenul observat are la bază interferența cuantică, unul dintre cele mai importante efecte din mecanica cuantică. La nivel microscopic, electronii se comportă și ca unde, nu doar ca particule. Atunci când aceste unde se suprapun, ele se pot amplifica sau se pot anula reciproc, iar cercetătorii au exploatat exact acest comportament pentru a controla direcția curentului electric.

Vezi și:

Aurul care face fizica cuantică la temperatura camerei. Cipul care poate schimba internetul și energia solară

Franța pune lacăt pe produsele nesigure în era cuantică. Din 2027, criptarea rezistentă la computerele viitorului devine obligatorie

Ideea fusese prezisă teoretic în urmă cu mai mulți ani de fizicianul John Sipe, de la University of Toronto, însă abia acum a fost demonstrată experimental.

Descoperirea ar putea influența viitoarele tehnologii cuantice

Cercetătorii spun că această metodă ar putea deveni un instrument important pentru studierea proprietăților cuantice ale materialelor și pentru dezvoltarea unor componente electronice complet noi.

În viitor, tehnologia ar putea contribui la îmbunătățirea senzorilor cuantici, a comunicațiilor optice și a sistemelor de calcul cuantic, unde controlul extrem de precis al electronilor reprezintă unul dintre cele mai mari obstacole.

Deși dispozitivul se află încă în faza experimentală și este departe de utilizarea comercială, rezultatele demonstrează că lumina poate face mai mult decât să transporte informație: poate controla direct mișcarea electronilor, fără circuitele electrice convenționale.

Elize: Shadows of a Woman, crima care a șocat Brazilia devine thriller. Noul film Netflix te obligă să alegi între victimă și criminală