Metamaterials cusub: iftiinka gacanta lagu hayo

Warbixinno badan oo ku saabsan "metamaterials" (oo ku jira calaamadaha xigashada, sababtoo ah qeexitaanku wuxuu bilaabayaa inuu dhogortamo) wuxuu naga dhigayaa inaan u maleyno inay yihiin daawo u ah dhammaan dhibaatooyinka, xanuunka iyo xaddidaadaha in dunida casriga ah ee tignoolajiyada ay la kulmaan. Fikradaha ugu xiisaha badan waayadan dambe waxay khuseeyaan kumbuyuutarrada indhaha iyo xaqiiqada dhabta ah.

xiriir kombiyuutarrada mala awaalka ah ee mustaqbalkaTusaale ahaan, mid ayaa soo qaadan kara cilmi-baarista takhasuska leh ee Jaamacadda TAU Israel ee Tel Aviv. Waxay naqshadeynayaan nanomaterials multilayer kuwaas oo ay tahay in loo isticmaalo si loo abuuro kombiyuutarada indhaha. Dhanka kale, cilmi-baarayaal ka socda Machadka Paul Scherrer ee Swiss-ku waxay dhiseen walax saddex weji ah oo ka yimid bilyan oo magnets ah oo awood u leh ku ekaysii saddex gobol oo wadar ahaan, iyadoo la barbar dhigayo biyaha.

Maxaa loo isticmaali karaa? Reer binu Israa'iil waxay rabaan inay dhistaan. Swissku waxay ka hadlaan gudbinta xogta iyo duubista, iyo sidoo kale spintronics guud ahaan.

Metamaterial saddex-waji ah oo ka samaysan magnet-yar oo u ekaysiiya saddexda gobol ee biyaha.

Photons ee dalabka

Cilmi-baaris ay sameeyeen saynisyahano ka tirsan Shaybaadhka Qaranka ee Lawrence Berkeley ee Waaxda Tamarta waxay u horseedi kartaa horumarinta kombiyuutarada indhaha ee ku salaysan metamaterials. Waxay soo jeedinayaan inay abuuraan nooc ka mid ah qaab-dhismeedka laser-ka kaas oo qabsan kara xirmooyin gaar ah oo atamka meel gaar ah, abuurista si adag loo nashqadeeyay, la xakameeyey. qaab-dhismeedka iftiinka ku salaysan. Waxay u egtahay crystals dabiiciga ah. Mid ka mid ah farqiga - waxay ku dhowdahay mid qumman, wax cillad ah laguma arko alaabta dabiiciga ah.

Saynis yahanadu waxay aaminsan yihiin in aanay awoodin inay si adag u xakameeyaan booska kooxaha atamka ee "kristal iftiin", laakiin sidoo kale waxay si firfircoon u saameeyaan habdhaqanka atomiga shakhsi ahaaneed iyagoo isticmaalaya laser kale (u dhow kala duwanaanta infrared). Waxay ka dhigi doonaan, tusaale ahaan, baahida loo qabo inay soo saaraan tamar gaar ah - xitaa hal photon, kaas oo, marka laga saaro meel ka mid ah crystal, waxay ku dhaqmi kartaa atamka ku xayiran mid kale. Waxay noqon doontaa nooc ka mid ah xog isweydaarsiga fudud.

Awoodda in si degdeg ah loo sii daayo photon hab la kontaroolo oo lagu wareejiyo iyada oo khasaare yar laga soo bilaabo hal atamka oo loo wareejiyo kale waa tallaabo muhiim ah oo habaynta macluumaadka loogu talagalay xisaabinta quantum. Qofku waxa uu qiyaasi karaa in la isticmaalo qalabyo kala duwan oo sawir-qaadeyaal ah oo la kantaroolo si loo sameeyo xisaabin aad u adag - aad uga dhaqso badan isticmaalka kombuyuutarrada casriga ah. Atomyada ku dhex jira kareemka macmalka ah waxay sidoo kale ka boodi karaan meel ilaa meel kale. Xaaladdan oo kale, iyaga laftoodu waxay noqonayaan xog-qaadayaal kumbiyuutarka quantum ama waxay abuuri karaan dareeraha quantum.

Saynis yahanadu waxay ogaadeen in atomyada rubidium ay ku fiican yihiin ujeeddooyinkooda. Si kastaba ha ahaatee, barium, kalsiyum ama atamka cesium sidoo kale waxaa lagu qaadi karaa crystal laser macmal ah maadaama ay leeyihiin heerar tamar oo isku mid ah. Si loo sameeyo metamaterial-ka la soo jeediyay ee tijaabada dhabta ah, kooxda cilmi-baaristu waa inay ku qabtaan dhowr atamka oo ku jira shabag kristal macmal ah oo ay ku hayaan xitaa marka ay ku faraxsan yihiin dawladaha tamarta sare.

Xaqiiqda dhabta ah ee aan cilladaha indhaha ku jirin

Metamaterials waxay ka heli karaan codsiyo waxtar leh aag kale oo horumarinaya tignoolajiyada -. Xaqiiqda dhabta ah waxay leedahay xaddidaadyo badan oo kala duwan. Cilladaha indhaha ee aan naqaanno ayaa door weyn ka ciyaara. Waa wax aan macquul aheyn in la dhiso nidaam muuqaal ah oo qumman, sababtoo ah had iyo jeer waxaa jira waxa loogu yeero aberrations, i.e. mawjado qalloocan oo ay sababaan arrimo kala duwan. Waxaan ka warqabnaa cilladaha wareega iyo chromatic aberrations, astigmatism, miyir-beelka iyo qaar badan oo kale oo badan oo waxyeello u leh indhaha. Qof kasta oo isticmaalay sets xaqiiqada dhabta ah waa inuu wax ka qabtay ifafaalahan. Suurtagal maaha in la naqshadeeyo VR optics kuwaas oo miisaankoodu yar yahay, soo saaray sawirro tayo sare leh, aan lahayn qaanso roobaadyo muuqda (aberrations chromatic), oo bixiya muuqaal ballaaran, oo raqiis ah. Tani waa wax aan run ahayn.

Taasi waa sababta soosaarayaasha qalabka VR Oculus iyo HTC ay isticmaalaan waxa loo yaqaan lenses Fresnel. Tani waxay kuu ogolaaneysaa inaad si weyn u miisaan yar, baabi'iso aberrations chromatic oo aad hesho qiimo jaban (qalabka wax soo saarka ee muraayadaha noocan oo kale ah waa raqiis). Nasiib darro, giraangiraha refractive waxay sababaan w Muraayadaha Fresnel hoos u dhac weyn oo ka soo horjeeda iyo abuurista dhalaal centrifugal ah, taas oo si gaar ah loo dareemi karo halka ay muuqaalku leeyahay kala duwanaansho sare ( asal madow).

Si kastaba ha ahaatee, dhawaan saynisyahano ka socda Jaamacadda Harvard, oo uu hoggaamiyo Federico Capasso, ayaa ku guuleystay inay horumariyaan muraayad khafiif ah oo fidsan iyadoo la isticmaalayo metamaterials. Lakabka nanostructure ee muraayadda ayaa ka khafiifsan timaha bini'aadamka (0,002 mm). Ma aha oo kaliya inaysan lahayn cilladaha caadiga ah, laakiin sidoo kale waxay bixisaa tayada muuqaal aad uga fiican marka loo eego hababka qaaliga ah ee indhaha.

Lens-ka Capasso, oo ka duwan lenses convex-ga caadiga ah ee leexiya oo kala firdhiya iftiinka, ayaa beddela sifooyinka hirarka iftiinka sababtoo ah qaab-dhismeedka microscopic ee ka soo baxa dusha sare, oo lagu kaydiyo muraayadda quartz. Tiir kasta oo noocaas ahi si kala duwan ayuu nuurka u soo celiyaa, isaga oo beddelaya jihadiisa. Sidaa darteed, waxaa muhiim ah in si habboon loo qaybiyo nanostructure (qaabka) sida kombuyuutarku u qaabeeyey oo la soo saaray iyadoo la adeegsanayo habab la mid ah soo-saareyaasha kombuyuutarrada. Tani waxay ka dhigan tahay in muraayadda noocaan ah lagu soo saari karo isla warshadihii hore, iyadoo la adeegsanayo hababka wax soo saarka ee la yaqaan. Titanium dioxide waxaa loo isticmaalaa in lagu buufiyo.

Waxaa habboon in la xuso xal kale oo cusub oo ah "meta-optics". metamaterial hyperlensesoo lagu qaaday Jaamacadda American University ee Buffalo. Noocyadii ugu horreeyay ee muraayadaha indhaha ayaa laga sameeyay lacag iyo walxo dielectric ah, laakiin kaliya waxay ka shaqeeyeen mawjadaha dhererka cidhiidhiga ah. Saynis yahanada Buffalo waxay isticmaaleen habayn xoog badan oo ulo dahab ah oo ku jira kiis heerkulbeeg ah. Waxay ku shaqeysaa qiyaasta hirarka iftiinka ee muuqda. Cilmi-baarayaashu waxay muujinayaan kororka xallinta ee ka timaadda xalka cusub iyadoo la adeegsanayo endoscope caafimaad tusaale ahaan. Waxay caadi ahaan aqoonsanaysaa walxaha ilaa 10 nanometers, iyo ka dib marka la rakibo hyperlenses, waxay "hoos u dhacdaa" ilaa 250 nanometers. Naqshadayntu waxay ka gudubtaa dhibaatada diffraction, dhacdo si weyn u yaraynaysa xallinta hababka indhaha - halkii ay ka dhalan lahaayeen mawjada, waxay u beddelaan hirarka kuwaas oo lagu qori karo qalabka xiga ee indhaha.

Marka loo eego daabacaadda Isgaarsiinta Dabiiciga ah, habkan waxaa loo isticmaali karaa meelo badan, laga bilaabo daawada ilaa indho-indheynta molecule-ka keliya. Way ku habboon tahay in la sugo qalabka la taaban karo ee ku salaysan metamaterials. Waxaa laga yaabaa inay u oggolaadaan xaqiiqada dhabta ah inay ugu dambeyntii gaaraan guul dhab ah. Xagga "kumbuyuutarrada indhaha", kuwani weli waa kuwo fog oo rajooyin aan caddayn. Si kastaba ha ahaatee, waxba lagama saari karo...