Nonostante l’uso diffuso di linee di comunicazione ottica con ricetrasmettitori e laser, l’elaborazione dei dati completamente ottica rimane un mistero gelosamente custodito. Un nuovo studio condotto da un team di scienziati provenienti da Russia e Gran Bretagna aiuterà a far avanzare questo percorso. uno dei misteri fondamentali della forte interazione tra luce e molecole organiche.
I prodotti organici hanno interessato gli scienziati per un motivo. L'evoluzione degli organismi terrestri è indissolubilmente legata all'interazione con la luce. E connesso molto forte! La conoscenza delle leggi fondamentali di queste connessioni aiuterà a fare grandi progressi nello sviluppo dell'elettronica basata su materiali organici. LED, laser e i sempre più popolari schermi OLED sono solo alcuni dei settori che potrebbero accelerare la propria crescita con nuove conoscenze.
Una svolta nella comprensione dei fenomeni di forte interazione della luce con le molecole organiche è stata fatta da un team di scienziati dello Skoltech Hybrid Photonics Laboratory e dell'Università di Sheffield (Regno Unito). I principi dell'accoppiamento forte offrono opportunità uniche per l'elaborazione completamente ottica delle informazioni senza la significativa perdita di velocità ed energia del segnale quando convertite in corrente, come avviene oggi. Questo studio è oggetto di un articolo su Nature Communications Physics (il testo in inglese è liberamente disponibile all'indirizzo ).
Come nei precedenti studi sulle forti interazioni della luce (fotoni) con la materia, gli scienziati hanno studiato la “miscelazione” dei fotoni con l’eccitazione elettronica delle molecole, o eccitoni. L'interazione dei fotoni con le quasiparticelle, gli eccitoni, porta alla comparsa di altre quasiparticelle, i polaritoni. I polaritoni combinano l'elevata velocità di propagazione della luce e le proprietà elettroniche della materia. In poche parole, il fotone si materializza, per così dire, e acquisisce proprietà vicine a quelle dell'elettrone. Già con questo !
Basandosi sul polaritone, è possibile creare un transistor funzionante e, in futuro, un processore. Un computer del genere non richiederà sensori di emissione e fotoconversione, che hanno bassa efficienza e basse prestazioni, e il team di Skoltech ha oggi messo fine al mistero delle interazioni dei polaritoni.
“È noto dagli esperimenti che quando i polaritoni si condensano nella materia organica, si verifica un brusco cambiamento nelle proprietà spettrali e questo spostamento porta sempre ad un aumento della frequenza dei polaritoni. Questo è un indicatore di processi non lineari che si verificano nel sistema, proprio come, ad esempio, il cambiamento di colore di un metallo mentre si riscalda”.
Il gruppo ha analizzato i dati sperimentali e ha stabilito le principali dipendenze dello spostamento della frequenza dei polaritoni sui parametri più importanti dell'interazione della luce con le molecole organiche. Per la prima volta è stata scoperta una forte influenza del trasferimento di energia tra molecole vicine sulle proprietà non lineari dei polaritoni. Ciò ha rivelato la forza trainante dietro i polaritoni. Conoscendo la natura del meccanismo, è possibile sviluppare la teoria e confermarla con esperimenti pratici, ad esempio collegando più condensati di polaritoni in un unico circuito per costruire processori di polaritoni.
Fonte: 3dnews.ru