O nouă metodă de detectare a caracteristicilor de stabilitate ale dispozitivelor optice

Acest articol a fost supus procesului și politicilor redacționale Science X. Redactorii au subliniat următoarele aspecte, garantând în același timp fiabilitatea conținutului:

a fost supus procesului de verificare

Publicație evaluată și aprobată de experți specializați

sursă de încredere

Citat corectat

În fibrele optice, cipuri și în alte dispozitive care ghidează lumina, defectele mici pot împrăștia fotonii și pot devia traiectoriile acestora. O nouă studiu oferă o metodă care evidențiază proprietățile care permit luminii să se comporte ca o undă și să reziste la astfel de defecte în anumite sisteme. Această metodă poate accelera cercetările pentru dezvoltarea de noi tipuri de tehnologie electronică și optică și poate contribui la realizarea de dispozitive cuantice mai fiabile.

În lucrarea publicată în Physical Review Letters, cercetătorii de la Institutul Regal de Tehnologie (KTH) au prezentat un cip programabil care poate detecta și măsura „proprietățile topologice”, respectiv caracteristicile comportamentului undelor care rămâne neschimbat chiar și atunci când un sistem este modificat.

Docentul KTH, Ali Elshaari, afirmă că înțelegerea acestei proprietăți poate ajuta dispozitivele să continue să funcționeze în ciuda defecțiunilor.

Elshaari afirmează că topologia poate face ca materialele să fie extraordinar de stabile. „Când explic topologia studenților, încep cu o nod de pe o coardă,” spune el. „O poți încurca, îndoi sau scutura; nodul rămâne la loc până când tai coarda.”

Fizicienii au descoperit că unele materiale și dispozitive prezintă noduri similare în modul în care undele trec prin ele.

Autorul principal al studiului, Andrea Cataldo, doctorand la KTH, afirmă că un astfel de nivel de rezistență este atractiv pentru tehnologiile care trebuie să funcționeze în ciuda zgomotului și a defectelor, precum electronica viitorului sau dispozitivele cuantice.

În lumea reală, fiecare sistem pierde puțină energie,” spune Cataldo. “De aceea avem nevoie de modalități de a studia aceste caracteristici în condiții realiste.

Sistemul bazat pe lumină poate simula sistemele care pierd energie și poate evidenția direct proprietățile lor ascunse de stabilitate, afirmă.

Conform lui Cataldo, cipul a reușit să distingă în mod fiabil stările „nodate” (topologice) de cele obișnuite. De asemenea, a identificat un punct special numit punct singular, unde sistemele care pierd energie se comportă în mod neobișnuit.

„Folosim o truc matematic pentru a face ca sistemul cu pierderi să funcționeze cu adevărat fără a pierde semnalul pe cip”, spune el. Cercetătorii compară apoi lumina cu raze de referință—o abordare pe care o compară cu acordarea unui instrument după o notă de referință.

„Bu ne pierde energie în mod normal să ascundă informația, chiar și citirea ei”, spune.

Datorită faptului că cipul poate fi programat, pe un singur dispozitiv pot fi testate numeroase scenarii diferite.

Andrea Cataldo et al. Citire interferometrică a topologiei în spațiul de moment într-un circuit fotonic programabil și disipativ, (2026). DOI: 10.1103/xkht-64kc Pe DOI: 10.48550/arxiv.2609.38352

Asigură: Institutul Regal de Tehnologie KTH

Dețin o licență în Științele Vieții și Ecologie. Are experiență în laborator de microbiologie și este familiarizat cu industria farmaceutică, sectorul petrolului, gazelor și al energiilor regenerabile. Profil complet →

Deține o licență în biologie matematică și o masterat în scriere creativă. Are o perspectivă originală asupra științei și limbajului și a călătorit mult. Vezi profilul complet →

Feedback către editori