Мета-атом может удерживать световой бит неопределённо долго

В Университете Коимбры (Португалия) ученые разработали наноустройство, которое в идеальных условиях хранить бит света бесконечно долго. В основу его была положена гипотеза, впервые выдвинутая в 1929 г. Джоном фон Нейманном (John von Neumann) и Юджином Вигнером (Eugene Wigner). Она привела к открытию метода эффективного удержания света прозрачными структурами с особой геометрией.

Разумеется, реализованное физически устройство неизбежно будет терять часть «пойманного» света из-за несовершенства структуры материала, но разработчики сферического «мета-атома» — Сильвейн Ланнебере (Sylvain Lannebère) и Марио Сильверинья (Mário G. Silveirinha), рассчитывают, что эту утечку можно будет полностью компенсировать при помощи оптической накачки, применяемой в лазерах.

С этим дополнением мета-атом, названный так поскольку он может удерживать только дискретное (квантованное) количество световой энергии, также сможет выполнять функции однобитовой оптической памяти. Считывать записанную там информацию можно будет, освещая мета-атом вторым лазерным импульсом: смешиваясь с захваченным светом, он приведёт к высвобождению последнего.

Свои выводы ученые опубликовали в недавнем номере журнала Nature Communications. Сейчас они работают над планарной версией мета-атома, она более удобна для интеграции в микросхемы. Авторы также надеются, что их теоретическое исследование побудит другие группы реализовать мета-атом экспериментально.

Помимо памяти, возможность удерживать свет в малом объёме окажется полезной и для других приложений, включая источники излучения, химические и биологические датчики, прочие устройства нанофотоники.