नवीन मेटामटेरियल्स: नियंत्रणाखाली प्रकाश
"मेटमटेरिअल्स" बद्दलचे बरेच अहवाल (अवतरण चिन्हांमध्ये, कारण व्याख्या अस्पष्ट होऊ लागली आहे) आधुनिक तंत्रज्ञानाच्या जगाला तोंड देत असलेल्या सर्व समस्या, वेदना आणि मर्यादांवर जवळजवळ रामबाण उपाय आहे असे आम्हाला वाटते. सर्वात मनोरंजक संकल्पना अलीकडे ऑप्टिकल संगणक आणि आभासी वास्तवाशी संबंधित आहेत.
नात्यात भविष्यातील काल्पनिक संगणकउदाहरणांमध्ये तेल अवीवमधील इस्रायली TAU विद्यापीठातील तज्ञांच्या अभ्यासाचा समावेश आहे. ते बहुस्तरीय नॅनोमटेरियल डिझाइन करत आहेत ज्याचा वापर ऑप्टिकल संगणक तयार करण्यासाठी केला पाहिजे. या बदल्यात, स्विस पॉल शेरर इन्स्टिट्यूटच्या संशोधकांनी एक अब्ज सूक्ष्म चुंबकांपासून तीन-चरण पदार्थ तयार केला. तीन एकत्रित अवस्थांचे अनुकरण करा, पाण्याच्या सादृश्याने.
ते कशासाठी वापरले जाऊ शकते? इस्रायलींना बांधायचे आहे. डेटा ट्रान्समिशन आणि रेकॉर्डिंग, तसेच सामान्यतः स्पिन्ट्रॉनिक्सबद्दल स्विस बोलतात.
पाण्याच्या तीन अवस्थांची नक्कल करणारा तीन-फेज मिनीमॅग्नेट मेटामटेरियल.
मागणीनुसार फोटॉन
ऊर्जा विभागातील लॉरेन्स बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाळेतील शास्त्रज्ञांनी केलेल्या संशोधनामुळे मेटामटेरियल्सवर आधारित ऑप्टिकल कॉम्प्युटरचा विकास होऊ शकतो. ते एक प्रकारचे लेसर फ्रेमवर्क तयार करण्याचा प्रस्ताव देतात जे विशिष्ट ठिकाणी अणूंचे विशिष्ट पॅकेजेस कॅप्चर करू शकतात, एक काटेकोरपणे डिझाइन केलेले, नियंत्रित तयार करू शकतात. प्रकाश आधारित रचना. हे नैसर्गिक स्फटिकांसारखे दिसते. एका फरकासह - ते जवळजवळ परिपूर्ण आहे, नैसर्गिक सामग्रीमध्ये कोणतेही दोष दिसून येत नाहीत.
शास्त्रज्ञांचा असा विश्वास आहे की ते केवळ त्यांच्या "लाइट क्रिस्टल" मधील अणूंच्या गटांची स्थिती घट्टपणे नियंत्रित करू शकत नाहीत, परंतु दुसर्या लेसर (अवरक्त श्रेणीजवळ) वापरून वैयक्तिक अणूंच्या वर्तनावर सक्रियपणे प्रभाव टाकू शकतात. ते त्यांना बनवतील, उदाहरणार्थ, मागणीनुसार एक विशिष्ट ऊर्जा उत्सर्जित करते - अगदी एकल फोटॉन, जो क्रिस्टलमधील एका ठिकाणाहून काढून टाकल्यास, दुसर्यामध्ये अडकलेल्या अणूवर कार्य करू शकतो. ही एक प्रकारची माहितीची साधी देवाणघेवाण असेल.
नियंत्रित पद्धतीने फोटॉन द्रुतपणे सोडण्याची आणि एका अणूमधून दुसर्या अणूमध्ये कमी नुकसान न करता हस्तांतरित करण्याची क्षमता ही क्वांटम संगणनासाठी एक महत्त्वाची माहिती प्रक्रिया पायरी आहे. अत्यंत क्लिष्ट गणना करण्यासाठी नियंत्रित फोटॉनच्या संपूर्ण अॅरे वापरण्याची कल्पना करता येते - आधुनिक संगणक वापरण्यापेक्षा खूप वेगवान. कृत्रिम क्रिस्टलमध्ये एम्बेड केलेले अणू देखील एका ठिकाणाहून दुसऱ्या ठिकाणी जाऊ शकतात. या प्रकरणात, ते स्वतः क्वांटम संगणकात माहिती वाहक बनतील किंवा क्वांटम सेन्सर तयार करू शकतील.
शास्त्रज्ञांना असे आढळून आले आहे की रुबिडियम अणू त्यांच्या उद्देशांसाठी आदर्श आहेत. तथापि, बेरियम, कॅल्शियम किंवा सीझियम अणू देखील कृत्रिम लेसर क्रिस्टलद्वारे कॅप्चर केले जाऊ शकतात कारण त्यांच्यात समान ऊर्जा पातळी असते. वास्तविक प्रयोगात प्रस्तावित मेटामटेरियल बनवण्यासाठी, संशोधन संघाला काही अणू कृत्रिम क्रिस्टल जाळीमध्ये कॅप्चर करावे लागतील आणि उच्च उर्जा स्थितींमध्ये उत्तेजित असतानाही ते तेथे ठेवावे लागतील.
ऑप्टिकल दोषांशिवाय आभासी वास्तव
मेटामटेरिअल्स तंत्रज्ञानाच्या दुसर्या विकसनशील क्षेत्रात उपयुक्त अनुप्रयोग शोधू शकतात -. आभासी वास्तवाला अनेक मर्यादा आहेत. आपल्याला ज्ञात असलेल्या ऑप्टिक्सच्या अपूर्णता महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. परिपूर्ण ऑप्टिकल प्रणाली तयार करणे व्यावहारिकदृष्ट्या अशक्य आहे, कारण नेहमीच तथाकथित विकृती असतात, म्हणजे. विविध घटकांमुळे लहरी विकृती. आपल्याला गोलाकार आणि रंगीत विकृती, दृष्टिवैषम्य, कोमा आणि ऑप्टिक्सच्या इतर अनेक प्रतिकूल परिणामांची जाणीव आहे. व्हर्च्युअल रिअ‍ॅलिटी सेट वापरलेल्या कोणीही या घटनांना सामोरे गेले असावे. वजनाने हलके, उच्च-गुणवत्तेच्या प्रतिमा तयार करणारे, दृश्यमान इंद्रधनुष्य नसलेले (रंगमय विकृती), दृश्याचे मोठे क्षेत्र देणे आणि स्वस्त असलेले VR ऑप्टिक्स डिझाइन करणे अशक्य आहे. हे फक्त अवास्तव आहे.
म्हणूनच VR उपकरणे उत्पादक Oculus आणि HTC फ्रेस्नेल लेन्सेस वापरतात. हे आपल्याला लक्षणीय कमी वजन मिळविण्यास, रंगीत विकृती दूर करण्यास आणि तुलनेने कमी किंमत मिळविण्यास अनुमती देते (अशा लेन्सच्या उत्पादनासाठी सामग्री स्वस्त आहे). दुर्दैवाने, अपवर्तक रिंगांमुळे w फ्रेस्नेल लेन्स कॉन्ट्रास्टमध्ये लक्षणीय घट आणि सेंट्रीफ्यूगल ग्लोची निर्मिती, जे विशेषत: लक्षणीय आहे जेथे दृश्यात उच्च कॉन्ट्रास्ट (काळी पार्श्वभूमी) आहे.
तथापि, फेडेरिको कॅपासो यांच्या नेतृत्वाखालील हार्वर्ड विद्यापीठातील शास्त्रज्ञ अलीकडे विकसित करण्यात यशस्वी झाले. मेटामटेरियल्स वापरून पातळ आणि सपाट लेन्स. काचेवरील नॅनोस्ट्रक्चरचा थर मानवी केसांपेक्षा (०.००२ मिमी) पातळ आहे. यात केवळ ठराविक तोटेच नाहीत, तर ते महागड्या ऑप्टिकल सिस्टीमपेक्षा खूपच चांगली प्रतिमा गुणवत्ता देखील प्रदान करते.
कॅपॅसो लेन्स, सामान्य बहिर्गोल लेन्सच्या विपरीत जे प्रकाश वाकतात आणि विखुरतात, क्वार्ट्ज ग्लासवर जमा केलेल्या पृष्ठभागावरुन पसरलेल्या सूक्ष्म रचनांमुळे प्रकाश लहरीचे गुणधर्म बदलतात. अशी प्रत्येक कडी आपली दिशा बदलून प्रकाश वेगळ्या पद्धतीने अपवर्तित करते. म्हणून, अशा नॅनोस्ट्रक्चरचे (पॅटर्न) योग्य वितरण करणे महत्वाचे आहे जे संगणकाद्वारे डिझाइन केलेले आणि संगणक प्रोसेसर सारख्या पद्धती वापरून तयार केले जाते. याचा अर्थ असा आहे की ज्ञात उत्पादन प्रक्रिया वापरून या प्रकारच्या लेन्सची निर्मिती पूर्वीप्रमाणेच कारखान्यांमध्ये केली जाऊ शकते. टायटॅनियम डायऑक्साइड थुंकण्यासाठी वापरला जातो.
"मेटा-ऑप्टिक्स" चे आणखी एक अभिनव समाधान नमूद करणे योग्य आहे. मेटामटेरियल हायपरलेन्सबफेलो येथील अमेरिकन विद्यापीठात घेतले. हायपरलेन्सेसच्या पहिल्या आवृत्त्या चांदीच्या आणि डायलेक्ट्रिक मटेरियलपासून बनवल्या गेल्या होत्या, परंतु त्या फक्त तरंगलांबीच्या अतिशय अरुंद श्रेणीत काम करत होत्या. बफेलोच्या शास्त्रज्ञांनी थर्मोप्लास्टिक केसमध्ये सोन्याच्या दांड्यांची एक केंद्रित व्यवस्था वापरली. हे दृश्यमान प्रकाश तरंगलांबी श्रेणीमध्ये कार्य करते. संशोधक उदाहरण म्हणून वैद्यकीय एंडोस्कोप वापरून नवीन सोल्यूशनच्या परिणामी रिझोल्यूशनमध्ये वाढ दर्शवतात. हे सहसा 10 नॅनोमीटरपर्यंतच्या वस्तू ओळखते आणि हायपरलेन्सेस स्थापित केल्यानंतर ते 250 नॅनोमीटरपर्यंत "थेंब" जाते. डिझाईन विवर्तनाच्या समस्येवर मात करते, ही एक घटना जी ऑप्टिकल सिस्टीमचे रिझोल्यूशन लक्षणीयरीत्या कमी करते - वेव्ह विकृतीऐवजी, ते लाटांमध्ये रूपांतरित केले जातात ज्या नंतरच्या ऑप्टिकल उपकरणांमध्ये रेकॉर्ड केल्या जाऊ शकतात.
नेचर कम्युनिकेशन्समधील एका प्रकाशनानुसार, ही पद्धत औषधापासून ते एकल रेणू निरीक्षणापर्यंत अनेक क्षेत्रांमध्ये वापरली जाऊ शकते. मेटामटेरियल्सवर आधारित कंक्रीट डिव्हाइसेसची प्रतीक्षा करणे योग्य आहे. कदाचित ते आभासी वास्तविकतेला शेवटी वास्तविक यश प्राप्त करण्यास अनुमती देतील. "ऑप्टिकल कॉम्प्युटर" साठी म्हणून, हे अजूनही खूप दूरच्या आणि अस्पष्ट संभावना आहेत. तथापि, काहीही नाकारता येत नाही ...
