Новости

Ученые создали «световой ток» с помощью эффекта Холла

16 сентября 2019 Рубрика: Новости организаций Ключевые слова: исследования, физика, эффект холла, световой ток

Американские ученые воспроизвели один из самых известных электромагнитных эффектов в физике — эффект Холла — использовав вместо электрического тока радиоволны. На основе такой технологии можно будет создавать коммуникационные системы, которые передают сигнал, одновременно получая информацию по тому же каналу с другого конца.

Эффект Холла, открытый в 1879 Эдвином Холлом, возникает из-за взаимодействия между заряженными частицам и электромагнитными полями. В электрическом поле отрицательно заряженные частицы испытывают силы, противоположные направлению поля. В магнитном поле движущиеся электроны испытывают силу в направлении, перпендикулярном движению и магнитному полю. Эти две силы сочетаются в эффекте Холла, и перпендикулярные электрические и магнитные поля генерируют электрический ток.

У света нет электрического заряда, поэтому, казалось бы, обычные электрические и магнитные поля нельзя использовать для создания чего-то наподобие «светового тока». Однако ученые из Университета штата Иллинойс сделали именно это, пишет Phys.org.

Ранее группа уже исследовала взаимодействие между световыми и звуковыми волнами для подавления рассеяния света из-за дефектов материалов. А один из команды, Кристофер Питерсон, разработал технологию, вдвое сокращающую необходимую для коммуникации ширину канала: он придумал антенну, которая одновременно посылает и получает сигналы на одной частоте.

В новейшем исследовании Питерсон предложил другой многообещающий метод управления передачей данных с помощью принципа, схожего с эффектом Холла. Вместо электрического тока ученые сгенерировали «световой ток», создав искусственные электрические и магнитные поля, которые воздействуют на свет так же, как обычные поля воздействуют на электроны. Для этого они меняли структуру, через которую проходит свет, во времени и пространстве.

Создав особую схему, усиливающую взаимодействие между этими полями и радиоволнами, физики использовали эффект Холла для отправки радиосигналов в одном направлении и в то же время остановили и поглотили сигналы, идущие в другом. Эксперимент показал, что, подобрав верную комбинацию искусственных полей, сигналы в одном направлении можно передавать с эффективностью, в 1000 раз большей, чем в противоположном.

Это открытие можно применять в создании новых устройств, которые защищают источники радиоволн от помех или помогают проводить точные квантово-механические эксперименты.

Добавить комментарий

  • 30
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
  • 17
  • 18
  • 19
  • 20
  • 21
  • 22
  • 23
  • 24
  • 25
  • 26
  • 27
  • 28
  • 29
  • 30
  • 31
  • 1
  • 2
  • 3