Uma colaboração entre pesquisadores de McMaster e Harvard gerou uma nova plataforma em que feixes de luz se comunicam por meio de matéria sólida, estabelecendo a base para explorar uma nova forma de computação.

Seu trabalho é descrito em um artigo publicado hoje no Proceedings of the National Academy of Sciences .

Kalaichelvi Saravanamuttu, um professor associado de Química e Biologia Química na McMaster, explica que a tecnologia reúne uma forma de hyrdrogel desenvolvida pela equipe de Harvard com técnicas de manipulação e medição de luz realizadas em seu laboratório, que se especializou na química de materiais que respondem à luz.

O material translúcido, que se assemelha a gelatina de framboesa na aparência, incorpora moléculas responsivas à luz, cuja estrutura muda na presença de luz, dando ao gel propriedades especiais tanto para conter feixes de luz quanto para transmitir informações entre eles.

Tipicamente, feixes de luz se alargam conforme viajam, mas o gel é capaz de conter filamentos de luz laser ao longo de seu caminho através do material, como se a luz fosse canalizada por um cano.

Quando vários feixes de laser, cada um com cerca de metade do diâmetro de um cabelo humano, são iluminados com o mesmo material, os pesquisadores estabeleceram que eles afetam a intensidade uns dos outros, mesmo sem a sobreposição de seus campos ópticos - um fato que prova que o gel é "inteligente".

A interação entre esses filamentos de luz pode ser interrompida, iniciado, gerenciado e lido, produzindo um previsível, saída de alta velocidade:uma forma de informação que pode ser desenvolvida em uma forma de computação sem circuitos, Saravanamuttu explica.

"Embora estejam separados, os feixes ainda se veem e mudam como resultado, "ela diz." Podemos imaginar, a longo prazo, projetar operações de computação usando essa capacidade de resposta inteligente. "

Embora o conceito mais amplo de computação com luz seja um campo separado e em desenvolvimento por si só, esta nova tecnologia apresenta uma plataforma promissora, diz Derek Morim, um estudante de graduação no laboratório de Saravanamuttu que é o co-autor do artigo.

"Não só podemos projetar materiais fotorresponsivos que alternam reversivelmente sua óptica, propriedades químicas e físicas na presença de luz, mas podemos usar essas mudanças para criar canais de luz, ou vigas auto-aprisionadas, que pode guiar e manipular a luz, "ele diz." Um estudo mais aprofundado pode nos permitir projetar materiais ainda mais complexos para manipular a luz e o material de maneiras específicas. "

Amos Meeks, um estudante de graduação na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas John A. Paulson de Harvard, disse que a tecnologia ajuda a promover a ideia de computação totalmente óptica, ou cálculos feitos apenas com feixes de luz.

"A maior parte da computação agora usa materiais duros, como fios de metal, semicondutores e fotodiodos, para acoplar eletrônicos à luz, "disse Meeks, que também é co-primeiro autor da pesquisa. "A ideia por trás de toda computação óptica é remover esses componentes rígidos e controlar a luz com luz. Imagine, por exemplo, um totalmente macio, robô sem circuitos movido pela luz do sol. "