محققان موفق به بازگشایی قفل مخفی نور شدند؛ پیشرفتی چشمگیر در جهت فناوری کوانتومی
به نقل از ایتنا و بر اساس گزارش سایتکدیلی، این تحقیق که در مجله «لایت: ساینس اند اپلیکیشنز» منتشر شده است، بهعنوان نخستین نمایش تجربی از تولید همزمان هارمونیکهای زوج و فرد در باند تراهرتز شناخته میشود؛ دستاوردی که قادر است سرعت فناوریهای مخابراتی بیسیم و محاسبات کوانتومی را متحول کند.
در گذشته، تولید هارمونیکهای مرتبه بالا در ناحیهی تراهرتز به دلیل تقارن بیش از حد مواد تقریباً غیرممکن بود. حتی گرافین که روزگاری امیدبخش بهنظر میرسید، بهواسطهی تقارن کامل خود تنها قادر به تولید هارمونیکهای فرد بود و هارمونیکهای زوج که برای تکمیل طیف نور ضروریاند، همچنان در حاشیه مانده بودند.
بنابراین، پژوهشگران به سمت «عایقهای توپولوژیکی» روی آوردند؛ موادی که خود بهعنوان عایق عمل میکنند اما میتوانند بر روی سطح خود برق را بهطور مؤثری هدایت کنند.
این مواد به دلیل وجود جفتشدگی قوی اسپین-مدار و همچنین تقارن وارونگی زمانی، ویژگیهای کوانتومی شگفتانگیزی از خود به نمایش میگذارند.
شایان ذکر است که این نظریه سالها پیش پیشبینی کرده بود که عایقهای توپولوژیکی میتوانند هارمونیکهای پیچیدهای تولید کنند، اما تا به امروز هیچ اثبات تجربی برای آن وجود نداشت.
گروه پژوهشی با ساخت نانوساختارهایی به نام «رزوناتورهای حلقهی شکافته» و لایهنشانی نازک بر روی Bi₂Se₃ و هتروساختارهای واندروالسی (InₓBi₁₋ₓ)₂Se₃، توانستهاند شدت نور ورودی را بهطرز چشمگیری تقویت کنند.
نتیجه چه بود؟ مشاهدهی همزمان هارمونیکهای زوج در ۶٫۴ تراهرتز و فرد در ۹٫۷ تراهرتز؛ پدیدهای نادر که نشان میدهد چگونه تقارن حجمی و عدم تقارن سطحی این مواد نور را به شکل منحصربهفردی شکل میدهد.
کارشناسان بر این باورند که این موفقیت نهتنها پیشبینیهای نظری کهن را تأیید میکند، بلکه بنیان مستحکمی برای توسعهی منابع تراهرتز فشرده، حسگرهای پیشرفته و دستگاههای اپتوالکترونیک فوقسریع بهوجود میآورد.
