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    La caduta dei coyote dei cartoni animati ispira lo sviluppo di nuove proprietà del silicio

    Credito:Università del Surrey

    L'essenza della tecnologia - in cui un oggetto impiega un momento per rispondere all'energia posta su di esso - è un punto fermo di cartoni animati come Roadrunner, dove i personaggi scappano da scogliere e trascorrono un momento a mezz'aria prima di cadere.

    Gli scienziati sperano che la loro scoperta, dettagliato in uno studio pubblicato da Fotonica della natura , porterà allo sviluppo di tecnologie più interessanti come i modulatori di segnale per fasci di terahertz (THz), che fanno parte dello spettro elettromagnetico tra luce visibile/infrarossa e radio/microonde.

    Il silicio è ampiamente utilizzato per inviare segnali a microonde per comunicazioni mobili, ma è molto scarso nell'inviare segnali di luce visibile. Il team ha scoperto che le impurità standard che vengono spruzzate nei normali chip dei computer per realizzare i transistor possono controllare il flusso di fotoni THz in modo molto più efficiente di quasi qualsiasi altra cosa. Questo ha il doppio vantaggio di consentire potenzialmente un nuovo metodo di comunicazione chip-to-chip con il silicio, attualmente possibile solo con materiali molto più costosi, ma anche spingendo le comunicazioni mobili a frequenze molto più elevate e consentendo la trasmissione di più dati.

    L'effetto di modulazione del segnale funziona utilizzando due o più fotoni, ognuno dei quali potrebbe individualmente passare attraverso il silicio senza ostacoli, e solo quando arrivano insieme vengono assorbiti. Il primo fotone agisce come un interruttore:la sua presenza o assenza determina cosa accadrà agli altri. Il problema è che il secondo fotone deve essere quasi simultaneo al primo, il che significa che l'intensità dei raggi deve essere molto alta. I ricercatori hanno provato a utilizzare i fotoni THz invece dei fotoni infrarossi utilizzati in tutti i tentativi precedenti, e hanno scoperto che potevano cambiare con un'intensità migliaia di volte inferiore rispetto al passato.

    Il professor Ben Murdin dell'Università del Surrey ha dichiarato:"È proprio come quando Wile E. Coyote sta inseguendo il Roadrunner e cade dal bordo di un dirupo - c'è sempre un momento prima che la fisica si svegli e realizzi che ha troppa energia potenziale e lui cade. Durante questo "tempo del coyote" (come lo chiamano i giocatori) a volte qualcos'altro può avere effetto come un razzo o un sasso o un salto. Questo è esattamente il modo in cui funziona il Principio di incertezza di Heisenberg qui - c'è un po' di "tempo del coyote" dopo il primi colpi di fotone in cui la molecola non sa quale energia dovrebbe avere, ma più energia cerca di ignorare minore è il tempo a disposizione del coyote.

    "Abbiamo scoperto che con la luce terahertz il tempo di coyote del silicio è molto, molto più a lungo, il che significa che questo tipo di interruttore di fotoni è molto più efficiente di qualsiasi altra cosa che conosciamo. I risultati mostrano che il silicio potrebbe avere una vita completamente nuova, fornendo nuovi modi per controllare le informazioni con la luce piuttosto che con la corrente elettrica, significa computer molto più veloci e comunicazioni con larghezza di banda maggiore."

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