Yeni "Giromorf" Materialları Optik Kompüterlərin Sürətini Qeyri-adi Dərəcədə Artıra Bilər

Tədqiqatçılar elektrik cərəyanı əvəzinə işıqdan (fotonlardan) istifadə edən, yeni nəsil kompüterləri inkişaf etdirirlər. İşıq əsaslı hesablama sistemləri bir gün məlumatları saxlamaq və emal etmək üçün ənənəvi maşınlardan qat-qat sürətli hesablama aparmaq və daha səmərəli işləmək potensialına malikdir. Lakin işıq əsaslı hesablama hələ də ilkin mərhələdədir və əsas texniki maneələrdən biri çip daxilində hərəkət edən kiçik işıq axınlarını idarə etməkdir. Bu mikroskopik siqnalların gücünü azaltmadan istiqamətini dəyişmək üçün xüsusi hazırlanmış materiallara ehtiyac var. Siqnalların güclü qalmasını təmin etmək üçün, aparat kənardan gələn səpələnmiş işığın hər tərəfdən daxil olmasının qarşısını alan yüngül bir maddə ehtiva etməlidir. Bu tip material "izotrop zolaq aralığı materialı" adlanır.

Nyu-York Universitetinin (NYU) alimləri bu çətinliyi məlum olan digər strukturlardan daha təsirli şəkildə həll edən yeni bir material - "giromorflar" aşkar etdilər. Giromorflar normal olaraq mayelərə və kristallara aid edilən xüsusiyyətləri özündə birləşdirir, lakin gələn işığı bütün bucaqlardan bloklama qabiliyyətinə görə hər ikisindən üstündür. Bu kəşf, *Physical Review Letters* jurnalında yayımlandı və optik davranışın tənzimlənməsi üçün tamamilə yeni bir strategiya təqdim edir, bu da fotonik kompüterlərin inkişafına böyük təkan verə bilər. Fizika, kimya və riyaziyyat üzrə professor Stefano Martiniani, araşdırmanın baş müəllifi kimi bildirir ki, giromorflar öz unikal tərkiblərinə görə mövcud yanaşmalarla mümkün olandan daha yaxşı izotrop zolaq aralığı materiallarının yaranmasına səbəb olur.

Onilliklər boyu tədqiqatçılar izotrop zolaq aralığı materialları hazırlayarkən kvazikristallara diqqət yetirirdilər. Bu strukturlar riyazi qaydalara tabe olsa da, ənənəvi kristallar kimi təkrar olunan formaya malik deyil. Buna baxmayaraq, NYU komandası qeyd etdi ki, kvazikristalların müəyyən çatışmazlığı var. Onlar ya işığı yalnız məhdud istiqamətlərdən tamamilə dayandırır, ya da onu bütün istiqamətlərdən zəiflədir, lakin tamamilə dayandırmaqda çətinlik çəkirlər. Bu məhdudiyyət alimləri siqnal keyfiyyətini aşağı salan işığı daha tam şəkildə bloka edə biləcək alternativlər axtarmağa sövq etdi. NYU tədqiqatçıları bu məqsədlə xüsusiyyətləri kimyəvi tərkibindən çox, arxitekturasından asılı olan "metamateriallar" yaratdılar.

Komanda funksional strukturları yaratmaq üçün daxili nizamsızlığa malik bir alqoritm hazırladı. Bu iş "korrelyasiyalı nizamsızlıq" adlanan yeni bir forma ortaya çıxardı ki, bu da tam nizamlılıq və tam təsadüfilik arasındakı bir vəziyyətdir. Martiniani bunu meşədəki ağaclara bənzədir: onlar təsadüfi yerlərdə böyüyürlər, lakin adətən bir-birlərindən müəyyən məsafədə yerləşirlər. Aparıcı müəllif Mathias Casiulis izah edir ki, giromorflar kristal kimi sabit, təkrarlanan bir quruluşa sahib olmadıqları üçün mayeyə bənzər nizamsızlıq nümayiş etdirir, lakin uzaqdan baxdıqda müntəzəm nümunələr əmələ gətirirlər. Məhz bu xüsusiyyətlər birgə işləyərək işıq dalğalarının heç bir istiqamətdən nüfuz edə bilməyəcəyi zolaq aralıqları yaradır. Bu yeni model bütün nizamlanmış alternativlərdən üstün performans göstərir.