مشاوره رایگان تحصیلی
منو

گامی موثر به سوی خلق کامپیوترهای فوق‌سریع

+ 74
رأی شما
- 57

به تازگی فیزیکدانان ادعا کرده‌اند گام مهمی را به سوی خلق کامپیوترهای فوق‌سریع برداشته‌اند. در این صورت امکان استفاده از نور به جای سیگنال‌های الکتریکی برای پردازش اطلاعات فراهم خواهد شد. این تیم موفق به تولید اولین قطعه‌ی الکترونیکی فشرده شده‌اند که می‌تواند فاز مطلق پالس‌های نوریِ بی‌نهایت سریع را اندازه‌گیری کند. هرچند ابتداعاً انتظار می‌رود این وسیله کاربردهایی را در آزمایشگاه‌های لیزر بیابد٬ اما روزی خواهد توانست نقش مهمی در سیستم‌هایی بازی کند که از پالس‌های نوری فوق‌سریع برای پردازش اطلاعات استفاده می‌کنند.

لیزر مدفشرده در موسسه‌ی اپتیک کوانتومی ماکس پلانک چنان فلش‌های نوری را گسیل می‌کند که تنها چند فمتوثانیه دوام می‌آورند. اکنون یک آشکارساز فاز (مبتنی بر شیشه) کنترل دقیق و ساده‌تر شکل امواج آن‌ها را ممکن ساخته است.

به گزارش انجمن فیزیک ایران، این تحقیق توسط فرنس کرایز (Ferenc Krausz) و همکارانش از موسسه‌ی اپتیک کوانتومی ماکس پلانک در گارشینگ آلمان انجام شده است. در سال ۲۰۰۱ تیمی به رهبری کرایز و همکارانش اولین پالس لیزری که تنها چند آتوثانیه (یک میلیاردم یک میلیاردم یک ثانیه) عمر داشت را تولید و اندازه‌گیری کردند. چنین پالس‌هایی برای مطالعه‌ی حرکت الکترون‌های درون اتم‌ها استفاده می‌شده و اساس زمینه‌ی مطالعاتی روبه رشد و جدیدی از «فیزیک آتوثانیه» بشمار می‌رود.

هرچند تکنیک‌هایی که برای ایجاد و توصیف چنین پالس‌هایی استفاده شده، در طول دهه‌ی گذشته بهبود یافته‌است٬ هنوز با این اوصاف از تجهیزات گران و بزرگی به این منظور استفاده می‌شود. این تجهیزات از تکنیک‌هایی بهره می‌برد که برای اندازه‌گیری‌ فاز مطلق مورد استفاده قرار می‌گیرد. اندازه‌گیری فاز مطلق پالس‌ها برای درک سیگنال‌های نوری سریع و متغیر٬ امری اساسی به حساب می‌آید. اگرچه به منظور پایش تغییرات نسبی یک پالس نوری تکنیک‌های فراوانی وجود دارد با این وجود اندازه‌گیریِ مقدار مطلق (نسبت به استاندارد) برای پالس‌های نور مرئی٬ چالشی اساسی محسوب می‌شود. در حال حاضر تکنیک‌هایی در دسترس‌اند (سریع‌سازیِ آتوثانیه و استریو مافوقِ یونش آستانه) اما هردوی این روش‌ها به شرایط خلاء بالا و فضای فیزیکی زیادی نیازمندند٬ بنابراین برای توسعه روی قطعات کوچک مناسب نیستند.

از عایق به رسانا

کار جدید بر پایه‌ی پژوهش انجام شده در سال ۲۰۱۳ بنیان نهاده شده٬ زمانی که این تیم اثبات کردند که نور قادر است یک عایق الکتریکی را به یک رسانای الکتریکی تبدیل کند. این تیم موفق شدند تا وقتی یک اتصال فلز-دی‌الکتریک-فلز در معرض یک پالس بی‌نهایت کوتاه از نور شدید قرار می‌گیرد٬ جریان جاری در طول الکترودها را اندازه‌گیری کنند. پژوهشگران دریافتند که شدت و جهت جریان را می‌توان با تغییر شکل موج این پالس کنترل کرد.

اکنون این دانشمندان موفق به ایجاد قطعه‌ای شده‌اند که از این اثر برای اندازه‌گیری فاز مطلق پالس‌های بسیار کوتاه استفاده می‌کند. با استفاده از این قطعه٬ فاز یک پالس برای ثبت چگونگی تغییرات سینوسی میدان الکتریکی نور تعیین می‌شود. این میدان٬ جریان نوسان‌کننده‌ای را در این قطعه و در فرکانس‌های پتاهرتز (۱۰۱۵) به پیش می‌برد. به بیان نیکولاس کارپیوچ (Nicholas Karpowicz) عضوی از این تیم از موسسه‌ی اپتیک کوانتومی ماکس پلانک: «این کار٬ چشم‌اندازِ مهیجِ استفاده از این جریان‌های فوق‌العاده سریع را برای اندازه‌گیری واقعی میدان‌های اپتیکی (از طریق بازخوانی مستقیم الکترونیکی) مطرح می‌کند». در نتیجه می‌توان به وسیله‌ای دست یافت که قادر است «عکس‌های فوری» از شکل میدانِ نوری نوسان‌کننده بگیرد.

پالس‌هایی با عمر فمتوثانیه

اندازه‌گیری‌های انجام شده مبتنی بر پالس‌های نوری است که در حدود یک فمتوثانیه (۱۰-۱۵) دوام دارند. این پالس‌ها برای ایجاد پالس‌های آتوثانیه (۱۰-۱۸) استفاده می‌شوند؛ فرآیندی که نیازمند دانش دقیق درباره‌ی فاز مطلق پالس‌های فمتوثانیه‌ی اصلی است. یکی از مزایای این آشکارساز آن است که فشرده‌تر از آشکارسازهای موجود بوده و به هیچ وجه به محیط خلا نیاز ندارد. به گفته‌ی جان تیش (John Tisch) از کالج سلطنتی لندن که در این پژوهش سهمی نداشته است: «به راحتی می‌توان فرض کرد که یک وسیله‌ی مقرون به صرفه وجود داشته باشد (یک جعبه‌ی سیاه کوچک) که سایر گروه‌های تحقیقاتی می‌توانند آن را خریده و برای اندازه‌گیری فاز مطلق لیزرهایشان استفاده کنند».

با این وجود آن‌طور که افراد دیگر خاطرنشان می‌کنند٬ درک ما از این اثر مراحل ابتدایی خود را می‌گذراند. یوآخیم بورگدوفر (Joachim Burgdörfer ) از موسسه‌ی فیزیک نظری دانشگاه فناوری وین در اتریش که در این تحقیق دخالتی نداشته است می‌گوید: « هنوز کاربرد جهانی و انتقال‌پذیری این مشاهدات به مواد دی‌الکتریک یا هندسه‌های دیگر شناخته نشده است».

نیاز به تحقیقات بیشتر

این ابزار می‌تواند در اصل برای تبدیل اطلاعات رمزنگاری شده به داده‌های الکترونیکی در پالس‌های نوری مورد استفاده قرار گیرد. به بیان کرایز: «با این کار ممکن است بتوان به قابلیت سیگنال‌های پردازشگر در آهنگ‌های ده‌ها هزار برابر بالاتر از آن‌چه الکترونیک دیجیتال امروزی قادر به انجام آن است دست یافت- این یعنی افزایش بالقوه قدرت محاسباتی در مدت زمان اجرای بیشتر». با این حال او هشدار می‌دهد که مدت زمان زیادی باید سپری شود تا این اتفاق بیافتد. در حقیقت افزایش سرعت الکترونیک به چیزی بیش از تنها اندازه‌گیری‌های فاز نور نیازمند است. چالش بزرگ دیگری نیز در برابر هرکسی که به دنبال ایجاد مدارهای با سرعت بالاست وجود دارد و آن یافتن راهی است برای اجرای چنان اندرکنشی در جهت عکس. یعنی این کار موجب می‌شود میدان نوری در پاسخ به تغییرات الکتریکی در این وسیله تغییر کند: به این منظور این کار بایستی در بازه‌ی زمانی فوق‌العاده کوتاه مشابهی رخ دهد.

اگرچه هنوز راه طولانی برای رسیدن چنان ابزارهایی به بازار وجود دارد٬ این تحقیق به بیان تیش « قطعاً گامی اساسی در این راه محسوب می‌شود». وی می‌افزاید: « ممکن است در آینده به چنان ابزارهایی٬ درست مثل زمانی که اولین ترانزیستورها در دهه‌ی ۱۹۴۰ برای اولین بار ظهور کردند٬ نگریسته شود٬ اگرچه ترانزیستورها در زمان خودشان پیشگامانه حرکت می‌کردند اما با استانداردهای امروزی بیشتر شبیه پروژه‌های علمی مدارس‌اند.» این وسیله در مجله‌ی فوتونیک نیچر توصیف شده است. می‌توانید با دیدن این ویدئو با فیزیک آتوثانیه بیشتر آشنا شوید.

درباره‌ی نویسنده: کتیا ماستویچ (Katia Moskvitch) نویسنده‌ای علمی از انگلستان است.

bigbangpage.com

+ 74
رأی شما
- 57
hima$ - سن: 19 سال - شهر: .사랑을 알게되는 곳.연인
چه عالی بود و هست.
‌سه شنبه 15 بهمن 1392 - 17:12



www.HUPAA.com
محک
مشاوره رایگان تحصیلی
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
آموزش زبان انگلیسی
سگال - موسسه خیریه حمایت از کودکان فلج مغزی
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
مشاوره رایگان تحصیلی
آخرین گفتگوها در انجمن
بالا رفتن آب در لوله مویین (2 پاسخ)
طول پلانک (20 پاسخ)
فوتون (14 پاسخ)
آنچه در مورد پشت پرده بیماری کرونا باید بدانیم (24 پاسخ)
فرضيه منو درباره منظومه شمسی بخونيد و نظر بديد (48 پاسخ)
جهان کراندار (7 پاسخ)
زمان لحظه ای ثابت (10 پاسخ)
زمین تخت گرایان (205 پاسخ)
كي ميتونه ثابت كنه كه دو خط موازي همديگر را در بي نهايت قطع ميكند (15 پاسخ)
موفقيت شبيه سازي سفر در زمان براي فوتون ها (7 پاسخ)
در زمان نمی توان سفر کرد (62 پاسخ)
در اين مكان انرژي از هيچ پديدار مي شود (4 پاسخ)
کیهان انتها دارد؟ میتواند تا بی نهایت منبسط شود؟ (18 پاسخ)
راه حلی آسان برای یافتن اعداد اول (13 پاسخ)
خورشید چگونه بر حرکت وضعی زمین تأثیر میگذارد؟ (7 پاسخ)
چگونه مي توان در زمان سفر كرد؟ (93 پاسخ)
خودبخودی بودن فشرده شدن گاز کامل (12 پاسخ)
آیا قبل از بیگ بنگ فضا-زمان وجود داشته است؟ (18 پاسخ)
زمان در دنیای کوانتوم (2 پاسخ)
آیا انرژی جرم دارد ؟ (32 پاسخ)
اگر چرخش زمین و ماه در یک جهت نبود چی می شد ؟ (5 پاسخ)
مقالاتي از گوشه و كنار رياضيات (99 پاسخ)
مشتق (3 پاسخ)
معادله حرکت بر روی سطح شیبدار با شتاب ثابت (14 پاسخ)
بیگ بنگ در چه چیزی اتفاق افتاده؟ -در هیچ ؟ (4 پاسخ)
مولکول DNA چرا فعالیت هوشمندانه ای بروز میده ؟ (5 پاسخ)
مکانیک کوانتوم و سیاهچاله (2 پاسخ)
چرا الکترون روی هسته سقوط نمیکند؟ (20 پاسخ)
توان تشعشعي از ذره شتابدار (2 پاسخ)
عبور از افق رویدادِ یک سیاهچاله (3 پاسخ)
آیا نور انرژی جنبشی خود را منتقل می کند؟ (19 پاسخ)
آیا نور به اجسام نیرو وارد می کند؟ (0 پاسخ)
فرق میان امواج گرانشی با امواج الکترومغناطیسی (6 پاسخ)
انحراف ژیروسکوپ (0 پاسخ)
جنس زمان از چیست؟ اصلا زمان چیست؟ (229 پاسخ)
آزمایش مربوط به فشار گازها (0 پاسخ)
گراویتون چیست؟ (22 پاسخ)
نظر شما درباره ی شکست تقارن ماده و ضد ماده (3 پاسخ)
نسبیت برای نور (8 پاسخ)
ناوردایی نسبت به زمان (2 پاسخ)
فرمول کولن (3 پاسخ)
نیروی وارد بر قاعده از طرف آب (9 پاسخ)
سوال درباره پیچ جاده (2 پاسخ)
سوال از تبدیل ماده به انرژی (28 پاسخ)
با باقیمانده بافت مغز پس از جراحی چه می‌توان کرد؟ (0 پاسخ)
انرژی به ماده (1 پاسخ)
زبان اعداد و طیف ارتعاشی آنان در زندگی (3 پاسخ)
اصل طرد پاولی (2 پاسخ)
نمودار سه بعدی تبدیل جرم به انرژی (0 پاسخ)
سوالی در باب مسئله درهم تنیدگی کوانتومی (13 پاسخ)
معرفی مجله (0 پاسخ)
درهم تنیدگی برای ذراتِ تابش هاوکینگ (0 پاسخ)
بیا تو سوال بپرس (229 پاسخ)
تحولات کره در فضای ثابت و منبسط شونده (3 پاسخ)
پارادوکسی جدید در همزمانی (28 پاسخ)
سیاهچاله (4 پاسخ)
میدان هیگز (0 پاسخ)
بهترین نرم افزار محاسبات فیزیک (1 پاسخ)
تناقض در دو جنبه اصل نسبیت؟ (30 پاسخ)
چگونه بدانیم قلبمان سالم است؟ (0 پاسخ)
مقالات فیزیک
چگونه می‌توان تفاوت بین سیارات و ستاره‌ها را متوجه شد؟
در گذشته هر سال ۳۷۲ روز بوده است
قرنطینه‌ی ایتالیا به‌خاطر کرونا، از فضا نیز مشخص است
خاصیت مصرف آووکادو بر روی تقویت تمرکز
چگونه موبایل و کامپیوتر خود را ضدعفونی کنیم؟
پیوند دستانی مردانه به زنی در هند
تنش‌ حرارتی چیست و تاثیر آن در آینده‌ی زمین چگونه است؟
سیاره‌ای که از آسمان آن آهن می‌بارد
۱۰ سوال مهم درباره‌ی ویروس کرونا
شناسایی کوچک‌ترین دایناسور جهان در یک کهربا
باکیفیت‌ترین پانوراما را از سطح مریخ
چطور خشکی پوست دست را از بین ببریم؟
سیستم ایمنی بدن چگونه کرونا ویروس جدید را هدف قرار می‌دهد؟
خانواده‌ی منظومه‌ی‌شمسی شلوغ‌تر شد
چگونه به بچه‌ها درباره‌ی ویروس کرونا آموزش دهیم؟
چربی‌سوزی را با قهوه تجربه کنید
چه مقدار پلاستیک در جهان بازیافت می‌شود؟
فضانوردان امریکایی، بالاخره از خاک امریکا راهی فضا می‌شوند
پرندگان غول‌پیکری که بر اروپا فرمانروایی کرده‌اند
چطور از خطر سیل در امان باشیم؟
آیا در سال ۲۰۱۴ ماده‌ی تاریک به طور اتفاقی کشف شده بود؟
انسان‌های اولیه از چه ابزاری استفاده می‌کرده‌اند؟
راهی ساده برای درمان اچ‌آی‌وی
چطور از تعطیلات‌مان در خانه لذت ببریم؟
کشف مولکول اکسیژن در خارج از کهکشان راه‌شیری
چرا جهان ما از ماده تشکیل شده؟ نه پادماده؟
تفاوت ویروس با باکتری چیست؟
از پروژه‌ی منهتن چه می‌دانید؟
غذاهایی که باعث تقویت سیستم ایمنی بدن می‌شوند
شبیه‌سازی سه‌بعدی از جهان
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
داستان گرانش، از ابتدا تا امروز (5+)
ستاره‌زایی در مکانی دور از انتظارها (0+)
ادبیات در دنیای خودروها (0+)
کرونا و پیشنهادهای عجیب درمان آن (0+)
چگونه با اضطراب غذایی مقابله کنیم؟ (0+)
قند باعث تغییر شیمیایی در مغز می‌شود (0+)
کشف منظومه‌ای با ستاره‌ای کوتوله و سیاره‌ای داغ (0+)
آیا واقعاً میمون‌ها با انسان‌ها رابطه‌ی خویشاوندی دارند؟ (0+)
چطور از شر گلو درد خلاص شویم؟ (0+)
نحوه‌ی برهمکنش اتم‌ها در دنیای میکروسکوپی (0+)
از دوران تاریک کیهانی، چه می‌دانیم؟ (0+)
نقش روغن زیتون در رژیم غذایی مدیترانه‌ای و سلامت انسان (0+)
چگونه می‌توان از شر موش‌های خانگی خلاص شد؟ (0+)
راهی جدید برای درمان بیماری‌های خودایمنی (0+)
رصد چگونگی تولد سیارات، در اطراف ستارگان جوان (0+)
ادامه ...