Vật liệu siêu mỏng giúp làm chậm ánh sáng hơn 10.000 lần

Đột phá trong chế tạo vật liệu siêu mỏng, các nhà khoa học Trung Quốc làm ánh sáng
Nhóm nghiên cứu Trung Quốc đã tạo ra một vật liệu siêu mỏng có khả năng làm chậm ánh sáng hơn 10.000 lần, mở ra tiềm năng ứng dụng trong các lĩnh vực quang học và viễn thông.

Vật liệu siêu mỏng mới làm chậm ánh sáng

Một nhóm nhà khoa học tại Đại học Quảng Tây và Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã đạt được một bước đột phá trong chế tạo vật liệu siêu mỏng có khả năng làm chậm ánh sáng. Phương pháp này hứa hẹn trở thành một trong những cách tiếp cận hữu dụng nhất từ trước đến nay để đạt được điều này.

Làm chậm ánh sáng bằng vật liệu đặc biệt

Trong chân không, ánh sáng di chuyển với tốc độ không đổi là 299.792 km/giây. Tuy nhiên, khi ánh sáng đi qua các vật liệu trong suốt, tốc độ này sẽ bị làm chậm lại. Các vật liệu thông thường cũng làm chậm ánh sáng một chút, nhưng để thực sự làm chậm ánh sáng, chúng ta cần đến các vật liệu đặc biệt như tinh thể photonic hoặc khí lượng tử siêu lạnh.

Vật liệu siêu mỏng và khả năng làm chậm ánh sáng

Nhóm nghiên cứu đã tạo ra một loại vật liệu siêu mỏng có cấu trúc 2D phẳng và các tính chất không giống bất kỳ vật liệu nào trong tự nhiên. Vật liệu này được tạo ra từ các lớp silicon rất mỏng, tương tự như vật liệu làm chip máy tính hiện nay. Kết quả đo đạc cho thấy ánh sáng có thể bị làm chậm hơn 10.000 lần trong hệ thống này, đồng thời tổn thất ánh sáng giảm hơn 5 lần so với các phương pháp tương tự trước đây.

Cấu trúc đặc biệt của vật liệu siêu mỏng

Điểm mấu chốt của vật liệu siêu mỏng này nằm ở cách sắp xếp các thành phần nhỏ nhất cấu thành nên nó, được gọi là các siêu nguyên tử (meta-atom). Các siêu nguyên tử này nằm gần nhau đến mức hòa trộn vào nhau, từ đó ảnh hưởng đến cách ánh sáng được xử lý khi đi qua.

Ứng dụng tiềm năng của vật liệu siêu mỏng

Thành công trong việc điều khiển tốc độ ánh sáng mở ra tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghệ. Các chip quang học có thể được tạo ra với tốc độ nhanh hơn và tiết kiệm điện hơn gấp nhiều lần so với chip bán dẫn hiện nay. Ánh sáng đóng vai trò quan trọng trong rất nhiều lĩnh vực công nghệ, từ internet băng thông rộng đến chip quang học và điện toán lượng tử.

Phát hiện mới trong việc làm chậm ánh sáng

Đây không phải là cách duy nhất để làm chậm ánh sáng, nhưng hiệu quả và khả năng mở rộng của vật liệu siêu mỏng này khiến nó trở thành một lựa chọn hứa hẹn cho nghiên cứu sâu hơn. Các nhà khoa học hy vọng rằng công trình của họ sẽ mở ra một hướng đi mới trong việc tạo ra tương tác ánh sáng-vật chất siêu mạnh trên các chip quang tử cấp độ nano.

Kết luận

Nhóm nghiên cứu Trung Quốc đã đạt được bước đột phá trong chế tạo vật liệu siêu mỏng có khả năng làm chậm ánh sáng hơn 10.000 lần. Vật liệu siêu mỏng này có thể mở ra tiềm năng ứng dụng trong các lĩnh vực quang học và viễn thông, đồng thời tạo ra cơ hội cho sự phát triển của các chip quang học tốc độ cao và tiết kiệm năng lượng.

Nguồn: Báo CafeF

[question] Phương pháp mới dựa trên khái niệm "môi trường trong suốt cảm ứng điện từ" là gì?,Ánh sáng có thể bị làm chậm hơn bao nhiêu lần trong hệ thống mới này?