Срочные новости раздела
Ученые создали искусственное пространственное измерение в схеме фотонного чипа

Ученые создали искусственное пространственное измерение в схеме фотонного чипа

Наше восприятие окружающего мира ограничено тремя пространственными измерениями, поэтому этими же тремя измерениями в большинстве случаев ограничены и все созданные ранее и создаваемые сейчас людьми технологии. Однако, группе ученых из Национального университета Иокогамы, Япония, удалось создать искусственное пространственное измерение в схеме фотонного топологического чипа, что, в свою очередь, позволило значительно расширить возможности этой перспективной технологии.

Структура фотонного чипа© Yokohama National University

Топологические свойства материалов или каких-нибудь устройств имеют отношение к их геометрии, к форме, находящееся в постоянном искажении и искривлении, такой, как, к примеру, форма ленты Мебиуса. Свойства материалов в местах таких искажений претерпевают значительные изменения, что позволяет вызывать в этих местах явления высокого порядка сложности. Увеличение пространственной сложности в реальном мире, как, к примеру, при переходе от простой линии к квадрату, а затем и к кубу, несет увеличение заключенной во всем этом информации, но и требует также увеличения сложности описания всего этого.

Основой фотонного чипа, который стараниями японских ученых получил дополнительное измерение, является кольцевой кремниевый резонатор. Искусственное измерение было внедрено в фотонный чип путем создания некоторых дополнительных элементов, которые были изготовлены по технологии CMOS и представляли собой нечто наподобие ячеек памяти. Кольцевой оптический резонатор, который является достаточно распространенным типом устройства для контроля и разделения света, приобрел несколько новых возможностей благодаря наличию дополнительных элементов.

Максимальным изменениям подвергся оптический спектр кольцевого резонатора, который стал напоминать «зубья расчески», т.е. стал похож на спектр так называемой оптической гребенки. Особенности спектра резонатора не соответствуют ни одной из существующих моделей, однако они полностью вписываются в наложение эффектов от двух условно одномерных фотонных моделей, одна из которых является проявлением искусственного синтетического измерения.

Первый топологический фотонный чип имеет всего одно кольцо резонатора, но, согласно информации от японских исследователей, в схему чипа может быть включено большее количество резонаторов, которые создадут уникальный каскадный эффект и позволят реализовать весьма сложную обработку оптических сигналов.

Как уже упоминалось выше, дополнительные элементы, включенные в состав фотонного чипа, являются своего рода устройствами памяти. Записывая в эти ячейки различные уровни сигнала, становится возможным изменение свойств оптического резонатора прямо во время работы. Это, в свою очередь, дает ученым в руки инструмент для обхода ограничений нашего обычного трехмерного пространства, создания и изучения явлений, происходящих за пределами трех измерений.

«В будущем мы планируем собрать обычные топологические фотонные элементы, элементы с дополнительными измерениями и создать на их основе топологический фотонный интегральный чип» — пишут исследователи, — «Сейчас мы даже не представляем, как будет работать такой чип, но это точно можно будет охарактеризовать выражением «магия высоких технологий»».

Статья опубликована в журнале Science Advances   Источник: dailytechinfo.org

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Американские ученые выяснили, как небольшие генетические изменения позволили электрическим рыбам развить электрические органы. Открытие может помочь исследователям определить генетические мутации,
подробнее...

Работа примерно половины антибиотиков основана на том, что они подавляют активность рибосом, синтезирующих необходимые для жизни клетки белки. Однако рибосомы у грибков и человека очень похожи,
подробнее...

Коллаборация исследователей при участии специалистов Международной лаборатории биоинформатики НИУ ВШЭ представила новый способ борьбы с трудноизлечимой меланомой. Ученые обнаружили, что одна из форм
подробнее...

Немецкие физики применили технику времяпролетной визуализации к вырожденному атомному ферми-газу в оптической ловушке для исследования механизма образования атомами куперовских пар. Спаривание
подробнее...

Исследователи из Бостонского колледжа (США) обнаружили новую частицу — так называемую аксиальную моду Хиггса. Материалы, содержащие эту частицу, могут служить квантовыми датчиками для оценки других
подробнее...

Палеонтологи изучили покровы хорошо сохранившегося экземпляра пситтакозавра и обнаружили у него пупочный рубец (фактически пупок), как у некоторых крокодилов и ящериц. Это первая находка пупка среди
подробнее...

Физики превратили пару кристаллов времени в искусственный кубит с эффектом обратной связи и исследовали его динамику. Сами кристаллы представляли собой магнонные конденсаты, сформированные в жидком
подробнее...

Команда ученых из ВШЭ, Сколтеха, МПГУ, МИСИС создала нанофотонный микрофлюидный сенсор, потенциально применимый для диагностики, сопровождения и оценки эффективности лечения онкологических
подробнее...

Биоинформатики ИТМО разработали сервис для анализа клеточного метаболизма — биохимических реакций, отвечающих за жизнедеятельность клеток, — Shiny GATOM. В отличие от аналогов предложенный инструмент
подробнее...

Сингапурские физики сообщили о первом успешном пленении нейтральных атомов индия в магнитооптической ловушке. Для этого они использовали их лазерное охлаждение с метастабильного состояния. В
подробнее...

Ученые Института математических проблем биологии РАН (Пущино) провели компьютерное исследование структурных и физических свойств самоорганизующихся пептидных нанотрубок на основе дипептида
подробнее...

Коллаборация MicroBooNE подвела итоги нескольких лет работы по проверке гипотезы о том, что причиной аномального сигнала детектора MiniBooNe стал избыток электронных нейтрино. Три разные группы
подробнее...

Международный коллектив, объединивший исследователей из разных областей, среди которых и антрополог МГУ, исследовал ДНК из семи захоронений кыргызстанских кладбищ Кара-Джигач и Бурана, где,
подробнее...

Научная группа из Сколтеха и Сеченовского университета напечатала на 3D-принтере образцы из пористого сплава железа и кремния — создатели считают этот материал перспективным для дизайна костных
подробнее...

Физики из Германии и России провели сверхточное измерение изотопического сдвига электронного магнитного момента у водородоподобных ионов неона. Совместное измерение пары изотопов в ловушке Пеннинга
подробнее...

Новое исследование британских ученых раскрывает механизм, с помощью которого гены, кодирующие подмножество длинных некодирующих РНК, взаимодействуют с соседними генами, регулируя развитие и функцию
подробнее...

Разработан быстродействующий герметик для ран, состоящий из двух белков змеиного яда: экарина, который быстро инициирует свертывание крови, и текстилинина, который предотвращает разрушение тромба.
подробнее...

Коллаборация SAMURAI, в которую вошли физики из 23 стран, сообщила о достоверном обнаружении и измерении свойств тетранейтрона — связанной системы четырех нейтронов. Для этого они обстреливали жидкий
подробнее...