Chalmers University of Technology‘de araştırmacılar; ışığın özelliklerinin, özel olarak tasarlanmış materyaller yardımıyla ne kadar hızlı değiştirilebileceğine dair bir hız sınırı olduğunu keşfettiler. Bu yeni anlayış; akıllı saatler, ekranlar ve gözlükler gibi yeni nesil tüketici elektroniği için ileriye dönük yolu gösterebilir.
Hız limitleri sadece trafik için geçerli değildir. Örneğin; internet trafiğinin optik akımlarında, ışığın kontrolünde de sınırlamalar vardır. Chalmers University of Technology’deki fizikçiler artık hızı belirli bir sınırın ötesinde artırmanın neden mümkün olmadığını açıklayabiliyorlar.
Işık ve diğer elektromanyetik dalgalar neredeyse tüm modern elektronik cihazlarda; örneğin cep telefonlarımızda, çok önemli bir rol oynar. Son yıllarda araştırmacılar; ışığın özelliklerini yüksek bir hassasiyet derecesiyle kontrol etmek için doğal materyallerin içerdiği sınırlamaların üstesinden gelen, ‘Optomekanik Meta-materyaller‘ olarak bilinen yapay özel malzemeler geliştirdiler.
Örneğin, optik anahtarlar ışığın rengini veya yoğunluğunu değiştirmek için kullanılır. İnternet trafiğinde bu anahtar tek bir saniyede 100 milyara kadar açılıp kapatılabilir. Fakat bunun ötesinde, hız daha fazla arttırılamaz. Bu eşsiz özel malzemeler de bu sınıra tabidir.
Chalmers Fizik Bölümü Nanophotonic Araştırmacı Sophie Viaene: “Araştırmacılar, optik anahtarlarda daha yüksek ulaşma umuduyla optomekanik meta-materyallerin daha fazla geliştirilmesini umut ediyorlardı. Artık bu materyallerin internet trafiğinde ve mobil iletişim ağlarındaki mevcut teknolojiyi neden aşamadıklarını biliyoruz.”
Viaene; hız sınırlarının neden olduğunu ve ne anlama geldiklerini öğrenmek için; optik alanının dışına çıktı ve doktora tezinde doğrusal olmayan dinamikler olarak adlandırılan şeyi kullanarak, olayı analiz etti. Ulaştığı sonuç; hız sınırlarını aşmak için, farklı bir rota seçmenin gerekli olduğudur: Bir kerede tüm yüzeyi kontrol etmek yerine, ışık ile etkileşim; bir partikülü her seferinde manipüle ederek daha verimli bir şekilde kontrol edilebilir. Sorunu çözmenin bir başka yolu ise; özel malzemenin sabit bir hızda, sabit bir şekilde kalmasına ve bu hareketin varyasyonlarını ölçmesine izin vermektir.
Ancak Viaene ve danışmanı Doçent Philippe Tassin‘e göre; hız sınırının tüm uygulamalar için bir sorun teşkil etmediğini söylüyor. Işıkların özelliklerinin ekranlar ve çeşitli ekran tipleri için yüksek hızlarda değiştirilmesi gerekli değildir. Bu nedenle, bu özel malzemelerin kullanımında büyük bir potansiyel vardır, çünkü bunlar ince ve esnek olabilir.
Chalmers Fizik Bölümünden Doçent Tassin: “Işığı gördüğümüz uygulamalarda anahtarlama hız sınırı sorun değil; çünkü gözlerimiz tüm bu hızlara tepki veremiyor. Etkileşimli görselleştirme teknolojisi için ince ve esnek aygıtların geliştirilmesinde optomekanik meta-materyaller için büyük bir potansiyel görüyoruz.”
