آب از نازلی با شکل خاص، پخش میشود. سپس لیزر از میان آن عبور می کند.

پژوهشگران در دانشگاه رور در بوخوم آلمان، یک سوئیچ فوق سریع بر پایه آب ابداع کرده اند. یک پالس لیزری کوتاه ولی پرتوان، آب را در کمتر از تریلینیوم ثانیه (^12-10 ثانیه) به حالتی رسانا تبدیل می کند، به طوریکه در طی این زمان رفتارش تقریبا مانند یک فلز است. این روش، سریعتر از بالاترین سرعت تغییری که تاکنون شناخته شده یک نیمرسانا ایجاد می کند.

آدریان بوخمَن Adrian Buchmann، دکتر کلادیوس هوبِرگ Claudius Hoberg و دکتر فابیو ناوِلی Fabio Novelli یافته های خود را در مجله APL Photonics در 6 دسامبر 2022 منتشر کرده اند.

لیزر آب را وادار می کند تا مانند یک سوئیچ فوق سریع رفتار کند

تمامی عملکردهای مربوط به کامپیوترها و گوشی های هوشمند بر پایه مدارهاست. سرعتی که یک مولفه قادر است در آن بین حالتهای صفر و یک تغییر کند در نهایت تعیین کننده است که یک کامپیوتر چقدر میتواند سریع باشد. کامپیوترهای جدید نیمرساناهایی را به کار می گیرند که سوییچ الکتریکی را امکان پذیر می سازند. کلادیوس هوبرگ توضیح میدهد: " آنها به طور ذاتی در سرعتهایشان محدودیت دارند."

او همراه با همکارانش از یک رویکرد ممکنِ جدید برای مدارات بر پایه آب رونمایی کرده اند. آبی که پژوهشگران در آن یونهای یدید را حل کرده بودند- به بیان دیگر، آب نمک- توسط یک نازل (دهانه) سفارشی پخش میشود به گونه ای که مانند فواره ای مسطح با ضخامتی به اندازه فقط چند میکرومتر جریان می یابد.

هوبرگ توضیح میدهد: " این را مثل فشردن سر یک شلنگ باغبانی برای ایجاد فواره آبی پهن و تخت، فقط در یک مقیاس بسیار کوچکتر در نظر بگیرید."

سپس یک پالس لیزری کوتاه ولی پرتوان، به درون این فواره آب هدایت میشود. لیزر، الکترونها را از نمکی که در آب حل شده آزاد می کند در نتیجه آب در فرکانسهای تراهرتز، ناگهان رسانا میشود و ویژگی هایی را شبیه به یک فلز به نمایش می گذارد. طول کوتاه پالس لیزر از مرتبه ^14-10 ثانیه، آب را به یک سوئیچ فوق سریع تبدیل می کند.

کلادیوس هوبرگ می گوید: " سرعتی از مرتبه ^12-10 ثانیه در بازه تراهرتز مشاهده شده است." یک لیزر دوم، حالت آب را بررسی می کند.

منبع:

Laser controls ultra-fast liquid switch for terahertz radiation