تعتبر المفاتيح فائقة السرعة أجهزة أساسية للبحث الأساسي والتطوير التكنولوجي. الدوائر هي الأساس لجميع أنشطة الكمبيوتر والهواتف الذكية. يتم تحديد سرعة تشغيل الكمبيوتر من خلال مدى سرعة انتقال المكون بين الصفر والواحد. أصبح التبديل الكهربائي ممكنًا بواسطة أشباه الموصلات، والتي تُستخدم في أجهزة الكمبيوتر الحديثة.
الباحثون الألمان في جامعة الرور بوخوم لقد أنشأت مفتاحًا مائيًا يعمل بسرعة كبيرة. في أقل من تريليون من الثانية (10-12 ثانية)، نبضة ليزر قصيرة ولكن مكثفة تحول الماء إلى حالة موصلة، والتي تعمل تقريبًا مثل المعدن. وهذا يجعله أسرع من التيار المعروف الأسرع أشباه الموصلات سرعة التبديل.
كشف كلوديوس هوبيرج من مجموعة روهر للتميز في مجال الذوبان RESOLV وزملاؤه عن نهج جديد محتمل للدوائر القائمة على الماء. إن الماء الذي أذاب فيه الباحثون أيونات اليوديد - الماء المالح، بعبارة أخرى - يتم تضخيمه بواسطة فوهة مصنوعة خصيصًا بحيث يتدفق على شكل نفاثة مسطحة بسمك بضعة ميكرومترات فقط.
بعد ذلك، يتم تمرير نبضة ليزر قصيرة ولكنها قوية إلى هذه النفاثة المائية. يتسبب الليزر في جعل الماء موصلًا فجأة بترددات تيراهيرتز، مما يُظهر خصائص مشابهة لتلك الخاصة بالمعدن عندما يطلق إلكترونات من الملح المذاب فيه. يعمل الماء كمفتاح سريع بشكل لا يصدق بسبب موجز نبض الليزر (10-14 ثواني) الطول.
كلوديوس هوبيرج محمد, "السرعة 10-12 ولوحظ ثانية في نطاق تيراهيرتز. ويتحقق ليزر ثانٍ من حالة الماء.
المرجع مجلة:
- أدريان بوخمان، كلوديوس هوبيرج، فابيو نوفيلي: مفتاح سائل فائق السرعة لإشعاع تيراهيرتز، في الضوئيات APL، 2022، DOI: 10.1063/5.0130236
