Forschende der Guangxi Universität und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in China haben eine neue Methode entdeckt, um Licht zu verlangsamen. Die Methode stützt sich auf elektromagnetisch induzierte Transparenz (EIT), um die Lichtgeschwindigkeit zu manipulieren und den Energieverlust erheblich zu reduzieren. Der Ansatz verwendet Metasurfaces – synthetische, zweidimensionale Strukturen aus Silizium – im Gegensatz zu traditionellen Materialien, die Licht nur leicht verlangsamen.

Lichtgeschwindigkeit stark verlangsamt

Die Forschenden erreichten einen Durchbruch, indem sie Licht über 10.000 Mal effektiver verlangsamten. Gleichzeitig reduzierten sie den Lichtverlust im Vergleich zu bestehenden Methoden um mehr als fünf Mal. Das ergibt sich aus der präzisen Anordnung der Meta-Atome innerhalb der Metasurface. Die Technologie der Struktur verspricht, die Art und Weise, wie Licht gehandhabt wird, zu revolutionieren und neue Wege für Fortschritte im Breitbandinternet und in der Quantencomputertechnik zu eröffnen.

Durch die Konzentration auf die Interaktion zwischen Licht und Materie im Nanomaßstab markiert die Studie einen bedeutenden Wandel im Bereich der Photonik. Die Verwendung von Siliziumschichten bei der Erstellung der Metasurfaces steht im Einklang mit der aktuellen Technologie von Computerchips und deutet auf eine skalierbare und effiziente Anwendung für zukünftige Geräte hin.

Der Erfolg dieser Methode bei der Kontrolle des Lichtflusses bietet eine solide Grundlage für weitere Untersuchungen und Anwendungen in verschiedenen technologischen Bereichen. Die Forschung verschiebt damit nicht nur die Grenzen der optischen Wissenschaft, sondern bietet auch einen praktischen Rahmen für das Design fortschrittlicher optischer Kommunikationssysteme.

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Vielfältige Anwendungsbereiche

Die potenziellen Anwendungen dieser Technologie gehen über verbesserte Internet- und Computergeschwindigkeiten hinaus und berühren Bereiche wie sichere Kommunikation und Sensorikentwicklung. Die Effizienz und Skalierbarkeit des Metasurface-Ansatzes machen ihn zu einem vielversprechenden Kandidaten für eine weitverbreitete Einführung in naher Zukunft.

Der bahnbrechende Charakter dieser Forschung liegt vor allem in ihrer Fähigkeit, theoretische Innovation mit praktischer Anwendung zu verbinden und einen neuen Standard für die Manipulation von Licht zu setzen. Während die wissenschaftliche Gemeinschaft die Implikationen dieser Studie weiter erforscht, bleibt die Tür für eine Vielzahl von Fortschritten in der optischen Technologie und darüber hinaus offen.

Quelle: „Ultrahigh-Q Metasurface Transparency Band Induced by Collective–Collective Coupling“ (Nano Letters, 2024)

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