Физики научились контролировать электроны при помощи фемтосекундных лазеров — Naked Science
4 минуты
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.
Позавчера, 15:59
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

Позавчера, 17:41
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

7 мая
5 минут
Илья Ведмеденко

Военно-морской флот получил многоцелевую атомную подводную лодку К-561 «Казань». Это один из самых совершенных кораблей такого типа в мире.

Позавчера, 17:41
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Позавчера, 15:59
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

5 мая
6 минут
Сколтех

В России таких результатов не было уже около десяти лет. Его получение потребовало настоящей кооперации между исследователями ИВМ РАН, Сколтеха и МГУ.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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: