ITanalyze

ذوالفقار دانشی نسب - کشف تازة پژوهشگران دانشگاه پرینستون، شیوه ای جدید در کنترل تابش نور را نوید می دهد که می توان به کمک آن، نسل فعلی ارتباطات را از فن آوری الکتریکی به فن آوری نوری ارتقا داد.

این کشف جدید، تولید ساختارهای جدیدی در مدارهای نوری است که به کمک آن، می توان پرتوهای نور را در مسیرهایی با پیچ تند هدایت کرد. بدین ترتیب می توان مدارهای متشکل از فیبر نوری فعلی را در فضایی محدودتر و با موادی کمتر تولید کرد. فیبرهای نوری رایج که به شکل گسترده ای در ابزارهای ارتباطی امروزی مورد استفاده قرار می گیرند، می توانند نور را با بازده خوب و سرعت بالا منتقل کنند. تنها ایراد این فیبرهای نوری، این است که خم هایی با انحنای نسبتا کم را می توانند تحمل کنند و به هیچ وجه نمی توانند تقاطعی 90درجه پیدا کنند.

در جدیدترین آزمایش ها، پل اشتینهارت (فیزیکدان دانشگاه پرینستون) و همکارانش، یک مدل سه بعدی از یک شبه کریستال را با استفاده از نوارهای پلیمری ساختند و به بررسی آن پرداختند تا ببینند آیا می توان از چنین ساختاری در کنترل مسیر حرکت نور سود جست یا خیر. شبه کریستال ها، ساختاری غیرمعمول از مواد جامد هستند که از دو گروه اتم که به دو آرایش مختلف در فواصل مختلف تکرار می شوند، ساخته شده است؛ در حالی که در یک کریستال معمولی، یک گروه اتم به شکل منظم تکرار می شوند. این تفاوت ها موجب می شود شبه کریستال ها از تقارین کروی بیشتری نسبت به کریستال های معمولی برخوردار باشند. جالب این که برخی از این تقارن ها محال است در یک کریستال معمولی روی بدهد.

بیست سال پیش، اشتینهارت به همراه شاگردش داف لوین، ایدة شبه کریستال ها را مطرح کرد و امروز، توانست نشان دهد برای به دام انداختن و تغییر جهت پرتوهای نور، ساختارهای شبه کریستالی بهتر جواب می دهند.

دلیل آن هم به گفتة آزمایشگران، این است که ساختارهای جدید به کره نزدیک ترند. نمونة ساخته شده که تقارنی همانند یک توپ فوتبال داشت، توانست مستقل از مسیر حرکت پرتو نور از خروج نور جلوگیری به عمل آورد.

اشتینهارت و همکارانش در این آزمایش، نخستین مدل شبه کریستال فوتونیک سه بعدی را با استفاده از چهار هزار سانتی متر نوار پلیمری ساختند. آن ها سپس امواج ماکروویو را به سوی این مدل ارسال کردند و مشاهده کردند که در زوایای مختلف، چگونه پرتوهای مایکروویو متوقف می شوند.

البته این ابزار جدید، تنها ره آورد آزمایش نبوده است. ساختن این مدل سه بعدی، به نوبة خود یک پیشرفت بزرگ محسوب می شود. این مدل سازی، فراتر از شبیه سازی رایانه ای است و موجب می شود بتوان برخی خواص شبه کریستال ها را که تاکنون آشکار نشده، پیدا کرد.

قدم بعدی دانشمندان پرینستون، بررسی روش های کوچک سازی شبه کریستال ها برای سازگار کردن آن ها با نورمرئی است تا بتوانند در آینده، ابزارهایی برای کار کردن با نورموئی تولید کنند.

نورمرئی از این جهت مهم است که ارتباطات را به انرژی کمتر و سرعت بیشتر مجهز می کند.