Informacje
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
  Jesteś tutaj:  Wirtualny Wszechświat > Informacje > Nowinki 2000-2002 > Fizyka > Nowinka z dn. 30-11-2000  
 Jesteś tutaj
nowinka:
Komputery na światło?
autor:
Michał Czerny
z dnia:
30-11-2000





Komputery na światło?
Włoscy naukowcy uczynili wielki krok na drodze do skonstruowania komputerów, które będą działać dzięki promieniom świetlnym. Zwiększenie szybkości komputerów jest jednym z największych wyzwań technologicznych przełomu tysiącleci. W całym rozwiniętym świecie grupy badaczy próbują znaleźć efektywne sposoby rozwiązania tego problemu. O jednej z metod pisaliśmy niedawno w nowince Jeszcze szybsze tranzystory. Dzisiaj przedstawimy inny pomysł, polegający na zastąpieniu w komputerach prądu elektrycznego promieniami świetlnymi.

Wszystkie części pracujących obecnie komputerów porozumiewają się ze sobą za pomocą prądu. Niestety, jego prędkość nie jest zbyt duża. Czyż nie lepiej byłoby zastąpić go czymś, co porusza się wiele, wiele razy szybciej? Takim czymś jest, rzecz jasna, światło, biegnące z maksymalną dozwoloną w przyrodzie prędkością. Pomysł jest dość oczywisty i pojawił się już dawno temu. Nikt jednak nie wiedział, jak go wprowadzić w życie.

Problem polega na tym, że wiązka świetlna, aby mogła przekazać jakąkolwiek informację, musi być skolimowana i nieść odpowiednią ilość energii. Takie wiązki wytwarzają lasery. Jednakże nawet najmniejsze z nich są zbyt duże w porównaniu z mikroskopijnymi elementami procesorów i innych składników komputerów. Dlatego należałoby zmusić kryształki krzemu, z którego skonstruowane są chipy komputerów, aby działały jak mikrolasery. Niestety, krzem jest bardzo złym emiterem światła i w tym właśnie tkwi cała trudność. (Do budowania laserów używa się specjalnych materiałów, takich jak fosforek indu, które chętnie wysyłają fotony).

Dlaczego krzem nie chce działać jak laser? Aby wysłać foton, atom musi znajdować się w stanie wzbudzonym. Najłatwiej to osiągnąć, gdy następuje rekombinacja zjonizowanego atomu. Atom zjonizowany, czyli pozbawiony jednego z elektronów, może przyłączyć inny elektron. Zwykle elektron ten "ląduje" nie na poziomie podstawowym, lecz jakimś wzbudzonym, po czym "opada" na poziom podstawowy, emitując foton. Niestety, gdy w krysztale krzemu dojdzie do jonizacji (oderwania elektronu), odlatuje on zwykle gdzieś daleko. Atom rekombinuje z jakimś innym elektronem, ale w przypadkowym momencie i wysyłając foton w dowolnym kierunku. Nie udaje się więc uzyskać skolimowanej wiązki światła.

Wydaje się, że problem ten rozwiązał Lorenzo Pavesi z Uniwersytetu Trento w Povo (Włochy) wraz z kolegami. W pracy, opublikowanej 23 listopada 2000 r. w "Nature", stwierdzili, że elektrony w kryształkach krzemu, mających rozmiary mniejsze niż kilka nanometrów, nie uciekają od atomów. Z tego powodu zmuszone są rekombinować z "własnymi" atomami, wysyłając fotony we właściwym miejscu, czasie i kierunku. Efekt ten będzie można zastosować do stworzenia krzemowych mikrolaserów, których wiązki zastąpią prąd elektryczny płynący w procesorach komputerów. Oczywiście, zanim takie mikrolasery zostaną wykorzystane w praktyce, upłynie jeszcze sporo czasu...

Michał Czerny

[  góra strony  ]

Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach