Valosta ääneksi
Sydneyn yliopiston tutkijat ovat onnistuneet tallentamaan valoa ääniaaltoina sirulle. Näin raivataan tietä sille, että supernopeaa valoa voidaan hyödyntää tietokoneissa.
© University of Sydney
Ensi kertaa: Valoa tallennettiin äänenä
Valoa mikrosiruun. Nyt tutkijat ovat keksineet, miten tallennetaan valoa äänenä ja muutetaan se taas valoksi, jotta tietokoneestasi saadaan supernopea.
Yhtäkkiä tietokoneesi takkuilee. No onkohan se taas ylikuumentunut?
Tilanne on monelle tuttu. Kun tietokone on kuumentunut liikaa, se toimii hitaasti ja epävakaasti. Siksi fyysikot ja yritykset, kuten esimerkiksi IBM ja Intel, yrittävät löytää uusia, sähköä nopeampia energianlähteitä. Valo sopisi tarkoitukseen erinomaisesti – ja jotta informaatiota voidaan tallentaa ja käsitellä valona, on kehitettävä optinen siru.
Tietokoneita "valon nopeudella"
Valon hiukkaset, fotonit, eivät nimittäin tuota lämpöä. Lisäksi ne siirtävät tietoa paljon nopeammin, vähemmällä energiankulutuksella ja ilman sellaisia häiritseviä sähkömagneettisia kenttiä, joita sähkö muodostaa.
Tutkijoilla on kuitenkin pähkinä purtavanaan: miten siru ehtii tallentaa informaatiota ja käsitellä sitä, kun valo kulkee 300 000 kilometrin sekuntivauhtia?
Valo muutetaan ääneksi
Australialaisen Sydneyn yliopiston tutkijat ovat nyt ratkaisseet ongelman. He jarruttavat valosignaalia mikrosirussa ja ”pysäköivät” tiedon ääniaalloksi, jolloin tieto pysyy sirussa viisi kertaa niin pitkään kuin se pysyisi valona.
Näin syntyy viive, jonka aikana tietokone ehtii tallentaa ja käsitellä tiedon. Ja tämäkin tapahtuu paljon tarkemmin kuin nykyään.
Uusi menetelmä perustuu siihen, että valon ja äänen pienimmillä yksiköillä on selviä yhteisiä piirteitä. Samoin kuin valon fotonit myös äänen fononit liikkuvat aaltoina, joilla on eri voimakkuuksia ja pituuksia, ja nämä voivat siis toimia yhdessä vaikuttamalla toinen toisiinsa.
Tarvitaan kuitenkin vielä uusia kokeita ja lisää kehitystyötä, ennen kuin uudenlainen siru voidaan ottaa tuotantoon.
1) Vasemmalta tulee informaatiota valopulssin muodossa (keltainen). Toinen valopulssi, jonka on määrä auttaa tiedon tallentamisessa, tulee oikealta (sininen). 2) Valopulssit kohtaavat sirussa ja vaikuttavat toisiinsa ja kiertokulun materiaaliin. Sitten ne muodostavat lyhytaikaisen ääniaallon. Nyt informaatiota voidaan nanosekunneissa tallentaa, käsitellä ja lähettää eteenpäin. 3) Siruun tulee uusi valopulssi, joka etenee kohti ääniaaltoa. 4) Valopulssi hävittää ääniaallon ja muodostaa uuden valopulssin, joka on aivan samanlainen kuin alkuperäinen, informaatiota sisältänyt valopulssi. 5) Valopulssi poistuu sirusta. Koko prosessi kestää 12–13 nanosekuntia, kierteen suuruudesta riippuen.
