دانشمندان قفل نامرئی نور را باز کردند؛ پیشرفتی چشمگیر در مسیر توسعه فناوری کوانتومی
بر اساس گزارش ایتنا و به نقل از سایتکدیلی، این تحقیق که بهعنوان نخستین نمایش تجربی تولید همزمان هارمونیکهای زوج و فرد در باند تراهرتز معرفی شده، در مجلهٔ «لایت: ساینس اند اپلیکیشنز» منتشر گردیده است؛ دستاوردی که میتواند انقلابی در زمینه تکنولوژیهای ارتباطی بیسیم با سرعت بیشتر و محاسبات کوانتومی ایجاد کند.
تا کنون، تولید هارمونیکهای مرتبه بالا در قلمرو تراهرتز به خاطر تقارن بیش از حد مواد تقریباً ناممکن به نظر میرسید. حتی گرافین که بهعنوان یک ماده با پتانسیل بالا در نظر گرفته میشود، به دلیل تقارن کامل خود، تنها قادر به تولید هارمونیکهای فرد بود و هارمونیکهای زوج که برای تکمیل طیف نوری ضروری محسوب میشوند، همچنان بیسابقه باقی ماندند.
بدین ترتیب، محققان به سمت «عایقهای توپولوژیکی» روی آوردهاند؛ موادی که در داخل خود بهعنوان عایق عمل میکنند، اما سطح آنها قدرت هدایت الکتریسیته را بهخوبی نشان میدهد.
این مواد به سبب جفتشدگی قوی اسپین-مدار و تقارن وارونگی زمانی، دارای ویژگیهای کوانتومی شگفتانگیزی هستند.
شایان ذکر است که سالها پیش، نظریههای علمی پیشبینی کرده بودند که این عایقها قادر به تولید هارمونیکهای پیچیده خواهند بود، اما تا به امروز هیچ شواهد تجربی برای حمایت از این ادعا وجود نداشت.
تیم تحقیقاتی با طراحی نانوساختارهایی موسوم به «رزوناتورهای حلقهٔ شکافته» و بهکارگیری لایهنشانی نازک از Bi₂Se₃ و هتروساختارهای واندروالسی (InₓBi₁₋ₓ)₂Se₃، توانستند شدت نور ورودی را به شکل چشمگیری افزایش دهند.
نتیجه؟ کشف 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 بهواسطهٔ همکاریشان نور را شکل میدهند.
متخصصان بر این باورند که این موفقیت نه تنها تأییدی بر نظریههای دیرینه است، بلکه بهعنوان یک بنیان محکم برای تولید منابع تراهرتز فشرده، حسگرهای پیشرفته و تجهیزات اپتوالکترونیک بسیار سریع عمل خواهد کرد.
