โครงสร้างขนาดเล็กที่ใช้คลื่นแสงในการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนอย่างรวดเร็วสามารถสร้างได้จากวัสดุที่มีอยู่ การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ใหม่แนะนำการศึกษานี้อาจนำไปสู่ metamaterials ใหม่ ซึ่งเป็นวัสดุที่มนุษย์สร้างขึ้นซึ่งควบคุมแสงด้วยวิธีที่น่าแปลกใจ ในการทดลองครั้งก่อน นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้ metamaterials เพื่อสร้างเสื้อคลุมล่องหนที่โค้งคลื่นแสงรอบวัตถุ ( SN 8/27/11, p. 16 ) Nader Engheta วิศวกรไฟฟ้าที่มหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียในฟิลาเดลเฟียได้นำ metamaterials ไปในทิศทาง
ใหม่ในปี 2555 เมื่อเขาและเพื่อนร่วมงานสร้างองค์ประกอบ
วงจรที่ประมวลผลคลื่นแสงในลักษณะที่ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุประมวลผลกระแสไฟฟ้า องค์ประกอบดังกล่าวอาจมีขนาดเล็กกว่าและเร็วกว่าชิ้นส่วนวงจรไฟฟ้าในปัจจุบันมาก
ในการศึกษาครั้งใหม่ Engheta และเพื่อนร่วมงานได้ออกแบบวัสดุเพื่อใช้แสงในการคำนวณที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น ซึ่งเป็นการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ที่ทุกคนที่เคยเรียนแคลคูลัสคุ้นเคย เป้าหมายของนักวิจัยคือการออกแบบโครงสร้างที่สามารถคาดการณ์ได้ว่าจะแปลงรูปร่างของคลื่นแสงที่เข้ามา ในการคำนวณดังกล่าว คลื่นที่ออกจะมีรูปทรงของความชันของคลื่นที่เข้ามา หรือที่เรียกว่าอนุพันธ์ของคลื่น
เพื่อแสดงวิธีการแสดงมายากลทางคณิตศาสตร์นี้ นักวิจัยได้สร้างแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ของโครงสร้างที่ทำจากซิลิกอนบริสุทธิ์และซิงค์ออกไซด์ที่มีความหนาเพียงไม่กี่ไมโครเมตรซึ่งมีอลูมิเนียมจำนวนเล็กน้อยสลับกัน
ในการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แบบใหม่ นักวิทยาศาสตร์ใช้
metamaterials เพื่อตรวจจับรูปแบบในภาพเส้นขอบฟ้าของเมืองออสติน รัฐเท็กซัส (ซ้าย) เมื่อให้คลื่นแสงตามโครงร่างของอาคาร (เส้นขวา, เส้นสีน้ำเงิน) วัสดุเมตาจะส่งสัญญาณคลื่นที่วาดโดยเส้นสีแดง โดยมีหนามแหลมเผยให้เห็นบริเวณที่ขอบอาคารเกิดขึ้น
TOD GRUBBS จาก BEE CREEK PHOTOGRAPHY, A. SILVA ET AL./SCIENCE 2014
นักวิทยาศาสตร์เลือกวัสดุดังกล่าวเนื่องจากปฏิกิริยากับแสงอินฟราเรด ในการจำลอง นักวิจัยได้เปลี่ยนความกว้างของบล็อกและเลเยอร์ที่ซ้อนกันของโครงสร้างที่มีพื้นที่ว่างระหว่างบล็อกต่างกัน จากนั้นพวกเขาก็ศึกษาว่าคลื่นแสงอินฟราเรดเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับวัสดุ นักวิทยาศาสตร์รายงานในวันที่ 10 มกราคมวิทยาศาสตร์ว่าพวกเขาสามารถควบคุมรูปร่างของคลื่นที่ส่งออกได้อย่างแม่นยำ
โครงสร้างแบบเดียวกับที่ทีมจำลองสามารถจดจำรูปแบบในภาพได้เร็วกว่าเทคโนโลยีล้ำสมัยในปัจจุบันหลายร้อยหรือหลายพันเท่า ในการจำลอง นักวิจัยได้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพนี้ด้วยการส่งคลื่นแสงที่มีรูปร่างเหมือนเส้นขอบฟ้าของเมืองออสติน เท็กซัส ผ่านวัสดุของพวกเขา ผลลัพธ์คือคลื่นแสงที่มีหนามแหลมคม โดยที่ขอบของอาคารปรากฏในภาพต้นฉบับ
การศึกษาใหม่นี้เป็น “การสาธิตที่น่าสนใจมากในการใช้ metamaterials ในการคำนวณแบบแอนะล็อก” Massimiliano Di Ventra นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานดิเอโกกล่าว คอมพิวเตอร์ทั่วไปซึ่งทำการคำนวณทางดิจิทัล จะเข้ารหัสคลื่นเป็น 0 และ 1 ก่อนดำเนินการ วิธีการของ Engheta สามารถคำนวณได้เร็วกว่ามากโดยข้ามขั้นตอนนั้น แต่ Di Ventra เสริมว่าเทคโนโลยีดังกล่าวจะช่วยเสริมแทนที่จะแทนที่ตรรกะดิจิทัล
Engheta กล่าวว่าภายในหกเดือนข้างหน้า ทีมของเขาจะเริ่มสร้างโครงสร้างในการจำลอง
credit : kiyatyunisaptoko.com dabawenyangiska.com millstbbqcompany.net olympichopefulsmusic.com tyxod.net rasityakali.com palmettobio.org cheap-wow-power-leveling.com nykvarnshantverksby.com inghinyero.com
