Una collaborazione tra McMaster e ricercatori di Harvard ha generato una nuova piattaforma in cui i raggi di luce comunicano tra loro attraverso la materia solida, stabilire le basi per esplorare una nuova forma di elaborazione.

Il loro lavoro è descritto in un articolo pubblicato oggi nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

Kalaichelvi Saravanamuttu, professore associato di Chimica e Biologia Chimica presso McMaster, spiega che la tecnologia riunisce una forma di idrogel sviluppata dal team di Harvard con tecniche di manipolazione e misurazione della luce eseguite nel suo laboratorio, specializzata nella chimica dei materiali che rispondono alla luce.

Il materiale traslucido, che in apparenza ricorda Jell-O al lampone, incorpora molecole sensibili alla luce la cui struttura cambia in presenza di luce, conferendo al gel particolari proprietà sia di contenere i raggi luminosi sia di trasmettere informazioni tra di loro.

Tipicamente, i fasci di luce si allargano mentre viaggiano, ma il gel è in grado di contenere filamenti di luce laser lungo il loro percorso attraverso il materiale, come se la luce fosse incanalata attraverso un tubo.

Quando più raggi laser, ciascuno circa la metà del diametro di un capello umano, brillano attraverso lo stesso materiale, i ricercatori hanno stabilito che influenzano l'intensità dell'altro, anche senza che i loro campi ottici si sovrappongano, un fatto che dimostra che il gel è "intelligente".

L'interazione tra quei filamenti di luce può essere interrotta, cominciato, gestito e letto, producendo un prevedibile, output ad alta velocità:una forma di informazione che potrebbe essere sviluppata in una forma di calcolo senza circuiti, Saravanamuttu spiega.

"Anche se sono separati, i raggi si vedono ancora e cambiano di conseguenza, " dice. "Possiamo immaginare, a lungo termine, progettare operazioni di elaborazione utilizzando questa reattività intelligente."

Mentre il concetto più ampio di informatica con la luce è un campo separato e in via di sviluppo a sé stante, questa nuova tecnologia introduce una piattaforma promettente, dice Derek Morim, uno studente laureato nel laboratorio di Saravanamuttu che è co-primo autore della carta.

"Non solo possiamo progettare materiali fotosensibili che commutano in modo reversibile la loro ottica, proprietà chimiche e fisiche in presenza di luce, ma possiamo usare quei cambiamenti per creare canali di luce, o travi autointrappolate, che può guidare e manipolare la luce, " dice. "Ulteriori studi potrebbero consentirci di progettare materiali ancora più complessi per manipolare sia la luce che il materiale in modi specifici".

Amos Meeks, uno studente laureato presso la John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences di Harvard, ha affermato che la tecnologia aiuta a far avanzare l'idea del calcolo completamente ottico, o calcoli fatti esclusivamente con fasci di luce.

"La maggior parte dei calcoli in questo momento utilizza materiali duri come fili metallici, semiconduttori e fotodiodi, accoppiare l'elettronica alla luce, "disse Meeks, che è anche co-autore della ricerca. "L'idea alla base di tutti i computer ottici è rimuovere quei componenti rigidi e controllare la luce con la luce. Immagina, Per esempio, un tutto morbido, robot senza circuiti guidato dalla luce del sole."