Исследователи из Университета Пердью создали квантовую спиновую волну для света. Это может быть носителем информации для будущих нанотехнологий, но с уникальной особенностью: они текут только в одном направлении.
Статья Тодда Ван Мехелена и Зубина Джейкоба «Однонаправленные максвелловские спиновые волны» была опубликована в открытом доступе в журнале Nanophotonics на degruyter.com.
Информационные технологии на наноуровне основаны на манипулировании частицами, такими как электроны и фотоны. Электрон, являющийся носителем заряда (электричества), является фермионом, а фотон, который является передатчиком информации на большие расстояния, является бозоном.
Самое важное различие между фермионом и бозоном — буквально то, как они «вращаются». Несмотря на то, что вращение электронов широко используется в коммерческих нанотехнологиях, таких как магнитная память, оптическое вращение только недавно стало фундаментальной степенью свободы в нанофотонике с возможным применением в волоконной оптике , плазмонике, резонаторах и даже в квантовой метрологии. Этот взрыв исследований в области оптического спина обусловлен замечательными особенностями сильно ограниченных электромагнитных волн. На наноуровне спин и направление движения света неразрывно связаны друг с другом.
Для достижения этого поведения исследователи использовали множество конструкций, в частности, интерфейс зеркально-симметричных гиротропных сред, показанный на прилагаемом рисунке. Гиротропия является формой материального отклика на световые волны, которые передают вращательное поведение электронов фотонам (показано круговыми стрелками).
«Наше исследование открывает возможность новых приложений, где устройства передают информацию в одном направлении, но полностью блокируют ее в обратном направлении. Это важно для безопасного функционирования устройств большой мощности, а также для уменьшения помех между передаваемыми / принимаемыми электромагнитными сигналами от мобильного телефона. Антенны «, сказал Зубин Джейкоб.