Физики научились контролировать электроны при помощи фемтосекундных лазеров — Naked Science
28.12.2019
София Жаботинская

Физики научились контролировать электроны при помощи фемтосекундных лазеров

Работа немецких ученых демонстрирует путь к созданию сверхпроизводительных процессоров.

Схема экспериментальной установки
Схема экспериментальной установки / © Ludwig, Aguirregabiria, Brida et al., Nature, 2019

Группа ученых из Констанцского университета в Германии разработала новый способ контроля электронов — при помощи сверхкоротких лазерных импульсов. Это позволяет останавливать частицы и запускать их движение в фемтосекундном диапазоне (менее чем за 10-15 секунды). Статья об этом опубликована в журнале Nature.

Чтобы добиться таких результатов, физики построили экспериментальную установку состоящую из лазера и золотой антенны из двух пластинок, отстоящих друг от друга на расстоянии 6 нм. Исследователи с определенным интервалом подавали на антенну лазерные импульсы, которые вызывали перенос электронов между двумя пластинами. Измерения, проведенные в процессе эксперимента, показали, что время остановки и запуска частиц составило менее одной фемтосекунды.

Работа немецких ученых имеет чрезвычайную важность для создания сверхпроизводительных процессоров для вычислительной техники. Самые современные на сегодняшний день полупроводниковые транзисторы способны включаться и выключаться за время около одной пикосекунды (10-12 секунд), что на три порядка больше, чем у потенциального фемтолазерного процессора. Установленный в 2015 году потолок частоты для полупроводниковых транзисторов составляет 1 терагерц. Новая технология позволит повысить частоту процессоров и вычислительные мощности компьютеров в тысячи раз.

Правда путь от экспериментальной установки до коммерческих устройств на фемтолазерных процессорах может быть очень долгим. «Это далекое будущее электроники», — говорит один из авторов исследования Альфред Лейтенсторфер, специалист по фотонике и сверхскоротечным явлениям. По мнению Лейтенсторфера, пути дальнейшего развития вычислительной техники лежат в области разработки оптоэлектронных устройств, работающих в режиме одноэлектронного переноса в оптическом диапазоне частот.

Ранее ученые из США создали фононный лазер, способный совершить прорыв в области обработки информации, а специалисты из НИТУ «МИСиС» выяснили, как сделать полупроводники для электроники в десять раз тоньше.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 13:03
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

Вчера, 21:19
Мария Азарова

Руководитель полетов Национального космического агентства США Зебулон Сковилл рассказал, чем обернулся для МКС инцидент с двигателями «Науки».

Вчера, 09:16
Александр Березин

СМИ всего мира принялись рассказывать, что новые штаммы возникли из-за ослабления ограничений, снятия масок, а то и под воздействием вакцин. Якобы те оказали эволюционное давление, заставляющее вирус обходить вакцинную защиту. Увы, реальная биология указывает на совсем иную — и более устрашающую — картину. Разбираемся в деталях.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

28 июля
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

26 июля
Илья Ведмеденко

Египтяне провели учения, на которых французский истребитель Rafale одолел российский Су-35. Оба самолета принадлежат к четвертому поколению.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: