Członkowie zespołu badawczego, będący przedstawicielami instytutów z całego świata, wykorzystali impulsy elektryczne tak, aby sterować informacjami magnetycznymi. W ten sposób utworzyły one spolaryzowany sygnał świetlny, który mógłby zostać wykorzystany do prowadzenia komunikacji optycznej na dystansach międzyplanetarnych. Kulisy przeprowadzonych działań zostały niedawno opisane w Nature.
Czytaj też: Przechowywanie danych rodem z przyszłości. Pomaga nowy materiał kwantowy
Aby osiągnąć wyznaczony cel, naukowcy skierowali swoją uwagę na tzw. spintronikę. W jej ramach kontroluje się spin elektronów tak, aby wpływać na sposób, w jaki mogą one zostać wykorzystane do przechowywania oraz przetwarzania informacji. Kontrola ta została wdrożona za sprawą impulsów elektrycznych, co w ostateczności pozwoliło na przenoszenie danych na duże odległości i to z bardzo wysoką prędkością.
Jak podkreślają autorzy tej potencjalnie rewolucyjnej koncepcji, zastosowane przez nich podejście spełnia trzy kluczowe warunki. Po pierwsze, może być stosowane w temperaturze pokojowej. Po drugie, w grę wchodzi stosowanie impulsów elektrycznych w celu kontrolowania sytuacji – bez udziału pól magnetycznych. Trzecim aspektem jest natomiast długofalowy potencjał, związany między innymi z technologiami kwantowymi przyszłości.
Komunikacja oparta na założenia spintroniki miałaby pozwalać na przesyłanie informacji z prędkością światła na dużych odległościach
Ważną rolę w spintronice odgrywają ferromagnetyki, na przykład żelazo czy kobalt. Posiadają one nierówną liczbę elektronów, których spiny są zorientowane wraz z osią lub przeciwnie do osi namagnesowania. Te pierwsze przemieszczają się płynnie po ferromagnesie, natomiast drugie są od niego odbijane. Ta zależność reprezentuje informację binarną, czyli wartości wynoszące 0 bądź 1.
Problem polega na tym, że informacje o spinie znikają, gdy elektrony zostaną usunięte z ferromagnetyka. Sposobem na ominięcie tego ograniczenia miałoby być wykorzystanie światła. W takich okolicznościach jego polaryzacja kołowa, a w zasadzie skrętność, miałaby tworzyć dodatkowy nośnik spinu. Aby dodać do tego możliwość przesyłania informacji na duże odległości, inżynierowie postanowili znaleźć sposób na zmianę skrętności emitowanego światła.
Czytaj też: Nieznany stan kwantowy zidentyfikowany. Eksperci są podekscytowani tym wyczynem
Jak w ostatecznej formie prezentuje się proponowane rozwiązanie? Spin elektronu jest błyskawicznie przekształcany na informację zawartą w skrętności emitowanych fotonów. Konwersja ta zachodzi z udziałem elektroluminescencji diod. W przyszłości, wprowadzając półprzewodnikowe diody laserowe, naukowcy mogliby komunikować się na ogromnych odległościach, takich jak dzieląca Ziemię i Marsa. Jak widać, filmowa rzeczywistość może już wkrótce przeplatać się z tą, w której żyjemy.
