მეცნიერებმა შექმნეს დაპროგრამებადი მასალა, რომელსაც სითბოს მიმართულების სურვილისამებრ მართვა შეუძლია. ამ ინოვაციამ შესაძლოა რევოლუცია მოახდინოს ენერგოსისტემებში, ინფრაწითელ სენსორებსა და ახალი თაობის მეხსიერების ბარათებში.

როგორ მუშაობს ახალი ტექნოლოგია?

მასალების უმეტესობაში სითბოს შთანთქმა და გამოსხივება ერთმანეთთან მჭიდროდაა დაკავშირებული. თუ ზედაპირი სითბოს გარკვეული მიმართულებით შთანთავს, მას იმავე გზით გამოსცემს. ამ ფუნდამენტურ პრინციპს რეციპროკულობის პრინციპს ვუწოდებთ. სწორედ ამ მოვლენის გამო უჭირდათ მკვლევრებს სითბური ენერგიის შთანთქმისა და გამოსხივების პროცესების ცალ-ცალკე მართვა.

ამ ორი პროცესის განცალკევება ინჟინრებს სითბოს გაცილებით ზუსტი კონტროლის საშუალებას მისცემს. ასეთ მასალას შეუძლია სითბური ენერგია ერთი მიმართულებით შთანთქოს, ხოლო სხვა მიმართულებით გამოასხივოს. ეს ტექნოლოგია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესებს ენერგიის გარდაქმნას, ინფრაწითელ დეტექტორებსა და სითბური კავშირგაბმულობის სისტემებს.

არსებული შეზღუდვების გადასალახად, ოსაკას მეტროპოლიტენის უნივერსიტეტის პროფესორ კოიჩი ოკამოტოსა და დოქტორ შუნსკე მურაიას ხელმძღცანელობით, მეცნიერთა საერთაშორისო ჯგუფმა ინოვაციური მოწყობილობა შექმნა. გამოიყენეს მაგნიტო-ოპტიკური მასალები. ეს მაგნიტური ველის ზემოქმედებისას სინათლესთან ურთიერთქმედებას ცვლის, რაც თავის მხრივ მათ სითბურ თვისებებსაც გარდაქმნის.

მკვლევრებმა მაგნიტო-ოპტიკური მასალა ფაზური გადასვლის ნივთიერებას შეუხამეს. მიღებულ მოწყობილობას სითბოს გამოსხივების მიმართულების მართვა, პროცესის ჩართვა-გამორთვა და კვების წყაროს წყაროს გათიშვის შემდეგაც კი პარამეტრების დამახსოვრება შეუძლია. ფაქტობრივად, სითბოს დაპროგრამება იმავე პრინციპით გახდა შესაძლებელი, როგორც მონაცემები კომპიუტერულ ჩიპში ინახება.

"ჩვენ სითბურ გამოსხივებას ვასწავლეთ გონივრულად ქმედება", — განმარტავს დოქტორი მურაი. მისი თქმით, ამ ტექნოლოგიის საფუძველზე შესაძლებელია შეიქმნას ახლაი თაობის ინფრაწითელი გამოსხივების წყაროები, ენერგოეფექტური მოწყობილობები, სენსორები და ფოტონური მეხსიერების სისტემები.

უპირატესობები წინა მოდელებთან შედარებით

ახალმა მოწყობილობამ მაღალი ეფექტურობა მაშინაც კი აჩვენა, როდესაც მას სინათლის სხივი თითქმის მართი კუთხით ეცემოდა. ძველი ტექნოლოგიების შემთხვევაშ მსგავსი შედეგის მისაღწევად სინათლის მახვილი კუთხით მიმართვა იყო საჭირო. ეს კი შთანთქმისა და გამოსხივების ეფექტურობას საგრძნობლად ამცირებდა.

მეორე მხრივ, ინოვაციურმა კონსტრუქციამ წინა სისტემების სხვა ნაკლოვანებებიც აღმოფხვრა. ძველი მოწყობილობები რეჟიმების ჩართვა-გამორთვისას არასტაბილურად მუშაობდა და დენის გათიშვისთანავე დამახსოვრებულ მონაცემებს კარგავდა. ახალი მასალა კი მდგომარეობას სტაბილურად ცვლის და ინფორმაციას ენერგიის წყაროს გარეშეც ინარჩუნებს, რაც მას პრაქტიკული გამოყენებისთვის გაცილებით მოსახერხებელს ხდის.

სამომავლო პერსპექტივები

მკვლევრები მიიჩნევენ, რომ ეს აღმოჩენა მნიშვნელოვანი წინგადადგმული ნაბიჯია ისეთ კომპაქტური მოწყობილობების შესაქმნელად, რომლებიც სითბოს იმავე სიზუსტით მართავს, როგორც ელექტრული წრედები — ელექტროენერგიის ნაკადს.

"ჩვენი საბოლოო მიზანია შევქმნათ მცირე ზომის სისტემები, რომლებიც სითბურ გამოსხივებას აქტიურად გააკონტროლებს", — აღნიშნავს პროფესორი ოკამოტო. მისი თქმით, მსგავსი ტექნოლოგია საფუძვლად დაედება ჭკვიან ინფრაწითელ სენსორებს, ენერგოეფექტურ სისტემებსა და ფოტონურ მეხსიერებას, რომელიც ინფორმაციას ელექტრული მუხტის ნაცვლად სინათლისა და სითბოს მეშვეობით შეინახავს.