(Bilde: Shutterstock, 128298095)

Forskere har bevist: Alt i PC-en din kan drives av lys

Laget lysdrevet transistor

Hjørnesteinen i all moderne teknologi, transistoren, blir stadig mindre – og jo flere man kan pakke sammen på lite plass, jo raskere blir teknologien. Det er imidlertid grenser for hvor liten den kan bli, på grunn av fysiske egenskapene til de halvledende materialene som transistorer lages av.

For å komme rundt disse utfordringene eksperimenteres det stadig med helt nye måter å bygge transistorer på. Noen forskere prøver seg på genetiske transistorer, mens andre søker til superstoffet grafén.

Et tredje alternativ

Høyteknologi som baserer seg på lys er et tredje alternativ. På papiret vil dette kunne være overlegent den elektronikken vi kjenner i dag, delvis fordi ingenting er raskere enn lyset. I praksis er det imidlertid ikke så enkelt, på grunn av de elektroniske transistorene.

Fiberoptiske kabler er riktig nok langt raskere enn kobberledninger, men selv om man overfører signaler ved hjelp av lys, må de fremdeles omtolkes til elektriske signaler for at transistorene i hver ende av kabelen skal kunne forstå informasjonen de skal behandle.

Løsningen på disse utfordringene kan nå være flere skritt nærmere, takket være en gruppe forskere tilknyttet Massachusetts Institute of Technology (MIT), Harvard, Wiens Tekniske Universitet og Universitetet i Tokyo.

– Det skjer noe veldig rart

Forskerne, som har publisert sine funn i det prestisjetunge tidsskriftet Science, har nemlig klart å lage en «hel-optisk bryter», som de sier fungerer på samme måte som en vanlig transistor. Forskjellen er at denne sjalter lys, istedet for elektroner, frem og tilbake.

Bryteren består i utgangspunktet av to svært reflekterende speil, med en gass av cesium-atomer mellom seg, som kan slippe lyssignaler gjennom seg når bryteren er «på». Når den er «av» stanses imidlertid det aller meste av lyset.

– Hvis du bare hadde hatt étt speil, så ville alt lyset kommet tilbake. Når du har to speil skjer det noe veldig rart, forteller Vladan Vuletić, fysikkprofessoren ved MIT som ledet forskergruppen, til MITnews.

Blir ugjennomsiktig

Dette veldig rare er at med riktig kalibrering kan de to speilene og den superkjølte gassen gjøres gjennomsiktige for lys med riktig bølgelengde.

Det skal imidlertid ikke mer enn én enkelt lyspartikkel til – et foton – skutt inn fra riktig vinkel, for å endre energinivået til et av cesium-atomene i gassen. Dette endrer fysikken i hulrommet mellom speilene nok til at gassen blir ugjennomtrengelig for mer lys.

Denne partikkelen blir dermed på sett og vis en sperring for andre partikler, som vil bestå helt til det skytes inn enda en partikkel – som dytter unna den første, og gjenoppretter energinivået. Da kan igjen lys passere gjennom, til det kommer et nytt foton og sperrer.

Inntil nå har idéen om en optisk transistor vært vanskelig å se for seg, fordi det er vanskelig å dytte lys rundt omkring uten å dra inn noe mekanisk eller magnetisk i prosessen, men dette har nå forskerne klart å løse.

Kunne trengt en krympestråle

Utfordringen med denne typen teknologi er – som med det meste annet – å gjøre det smått nok, og MIT-gruppens eksperiment involverte nok lasere og utstyr til å gjenskape en scene fra Star Wars. For praktiske formål er heller ikke superkjølt gass veldig praktisk, som professor Vuletić også påpeker overfor MITnews.

– Dette eksperimentet er mer et bevis på at prinsippet fungerer, som viser hvordan det kan gjøres. Men en kunne forestille seg å implementere en liknende løsning i fast form, for eksempel ved å bruke urenheter inni et optisk fiber eller et fast stoff, sier han.

Nå som det er klart at prinsippet fungerer, er det imidlertid mulig å begynne å krympe dette oppsettet også – og slikt er det mange som er flinke til. For eksempel klarte IBM ganske nylig å lage en fryktelig rask optisk databrikke med eksisterende teknikk.

Hvis smarte nok fysikere setter seg sammen med de riktige ingeniørene er det dermed slett ikke utenkelig at foton-baserte transistorer vil dukke opp på markedet i løpet av de neste årene – men når det kan skje tør i alle fall ikke vi å gjette på.

Også i Norge forskes det seriøst på både optikk og transistorer:
Vi har besøkt noen av Universitetet i Oslo sine laboratorier »

(Kilder: MITnews via Ars Technica og Bit-Tech)

Norges beste mobilabonnement

August 2017

Kåret av Tek-redaksjonen

Jeg bruker lite data:

Komplett MiniFlex 1 GB


Jeg bruker middels mye data:

Chili Medium 5 GB


Jeg bruker mye data:

Komplett Maxiflex 12 GB


Jeg er superbruker:

Komplett Megaflex 30 GB


Finn billigste abonnement i vår mobilkalkulator

Forsiden akkurat nå

Til toppen