A jelenlegi optikai és lézeres technológiák továbbfejlesztésének egyik fő akadálya, hogy a fény erősítése, irányítása és érzékelése csak bizonyos korlátok mellett lehetséges. A problémák megoldására kínálnak lehetőséget a mesterségesen létrehozott, a fény hullámhosszánál kisebb alkotóelemek szabályos mintázataiból felépülő metaanyagok, amelyek a kvantumfizika törvényeinek megfelelő újszerű jelenségeket produkálnak – olvasható az SZTE közleményében.
Ezen anyagok optikai válasza matematikailag leírható, vagy bonyolultabb struktúráknál numerikus szimulációval megjósolható. A célzott tervezéssel és optimalizálással a különleges tulajdonságok tovább erősíthetők, kombinálhatók, azaz teljesen új tulajdonságok is elérhetők. A szinergikus hatásoknak köszönhetően a metaanyagokkal a fény viselkedése eddig nem ismert módon szabályozhatóvá válik.
A szegedi kutatás során kifejlesztett módszer a hagyományos optikai rendszerek kihívásaira kínál megoldást azzal, hogy számítógépes szimulációk segítségével lehetővé teszi a fényforrások, detektorok és metaanyagok összekapcsolását egyetlen, integrált rendszerbe és konfigurációjuk optimalizálását a kívánt funkcionalitás eléréséhez. A metaanyagok alkalmazásával a fény intenzitása, térbeli eloszlása, polarizációja pontosabban szabályozható lesz, mint korábban, így a kvantuminformatikai rendszerek hatékonyabbak, gyorsabbak és megbízhatóbbak lesznek. A metaanyagok alkalmazásával olyan tulajdonságokkal lehet felruházni a nem klasszikus fényforrásokat és detektorokat, amelyek új alkalmazási lehetőséget nyitnak a tudományos és technológiai szférában.
A metaanyagok újszerűsége miatt a Csete Mária, az SZTE Fizikai Intézetének tudományos főmunkatársa által vezetett projekt alapkutatás jellegű, azonban a tudományos eredmények hosszabb távon több területen is megjelenhetnek a mindennapi életben.
Az egyik legfontosabb alkalmazási lehetőség a biztonságos kommunikáció, ahol a kvantuminformáció-alapú adatátvitel gyakorlatilag lehallgathatatlan rendszereket tesz lehetővé.
Emellett a fejlesztések hozzájárulhatnak pontosabb diagnosztikai és környezeti szenzorok, valamint miniatürizálható lézeres eszközök létrehozásához is, így hosszabb távon az egészségügy és a digitális biztonság fejlődéséhez is. A kutatás során olyan komponensek tervezése is lehetséges, amelyekkel a szilíciumalapú chipek, az integrált áramköri elemek is kiválthatók lehetnek, így átvezetve az információtechnológiát a félvezető-megoldásokból a fény- és metaanyag-alapú rendszerekre.
A projektbe, amely csaknem 400 millió forint támogatást nyert el a Hu-rizont pályázaton, nemzetközi szakértők, magasan kvalifikált tudósok kutatócsoportjai is bekapcsolódnak a Harvardról, az Ulmi Egyetemről, a stockholmi Királyi Technológiai Intézetből, a görög Kutatási és Technológiai Alapítvány lézeres kutatóintézetéből, valamint a Georgia Southern Universityről az Egyesült Államokból.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának Facebook-oldalát.
