Kiszámolták az elektronika abszolút kvantumsebességi határát
Habár sokszor úgy tűnhet, hogy az elektronika a végtelenségig fejlődhet és az eszközök korlátlanul gyorsulhatnak, egy ponton azonban a fizika törvényei közbelépnek, és véget vetnek a folyamatoknak – tudósok kiszámították, hol lehet ez a végső sebességhatár.
Twenty20
A TU Wien, a TU Graz és a Max Planck Kvantumoptikai Intézet kutatói félvezető anyagokkal és lézerekkel végeztek kísérleteket. A félvezetőt ultrarövid lézerimpulzussal bombázták, ami az anyagban lévő elektronokat magasabb energiaállapotba helyezte, így azok szabadon mozoghattak, ezután egy második, valamivel hosszabb lézerimpulzussal elküldték őket egy előre meghatározott irányba, ezáltal elektromos áramot generáltak.
Ezt a technikát, valamint bonyolult számítógépes szimulációkat alkalmazva a csapat egyre rövidebb és rövidebb lézerimpulzusokkal ingerelte a félvezetőket, míg egy bizonyos ponton a folyamat elkezdett ellentmondásokat mutatni a Heisenberg-féle bizonytalansági elvvel szemben, amely szerint minél pontosabban mérjük egy részecske egyik tulajdonságát, annál kevésbé lehetünk biztosak egy másikban.
Ebben az esetben a rövidebb lézerimpulzusok használata azt jelenti, hogy a megfigyelők pontosan meg tudják mondani, hogy az elektronok mikor vesznek fel energiát, ám ennek az az ára, hogy az általuk nyert energia mennyiségében kevésbé biztosak.
Mindez komoly problémát jelent az elektronikus eszközök számára, mivel ha nem ismerjük pontosan az elektronok energiáját, az azt jelenti, hogy nem lehet őket precízen szabályozni.
Tudósok mindezek alapján kiszámították az optoelektronikai rendszerek maximálisan elérhető gyorsaságának felső határát, ami egy petahertz lett, vagyis egymillió gigahertz – ez bizonyult annak az áthidalhatatlan limitnek, amelyet nem lehet megkerülni, mivel a korlát a kvantumfizika törvényeibe van beépítve.
Persze nem valószínű, hogy emiatt valaha is aggódnunk kellene, kutatók szerint más technológiai akadályok is felmerülhetnek jóval azelőtt, hogy az optoelektronikai eszközök elérnék a petahertzes tartományt, viszont a határérték megértésével pontosabb elektronikai szerkezeteket lehet majd kifejleszteni.
