Graphen-basierte Computer könnten Strom in Licht verwandeln und die Verarbeitung beschleunigen

Dank Graphen und Licht wird die Computerverarbeitung möglicherweise viel schneller. Neue Forschungsergebnisse aus dem MIT dokumentieren die Beziehung zwischen ultradünnen Kohlenstoffstrukturen und Licht und deuten an, dass erstere die Stromerzeugung in einem Computer ersetzen können. Obwohl noch niemand Word-Dokumente in einem Cambridge-Labor mit Lichtgeschwindigkeit bearbeitet, haben die Forscher Grund zu der Annahme, dass dies seit einiger Zeit ein beobachtbares Phänomen ist.

"Es gibt einige Experimente, die mit Graphen durchgeführt werden, die sehr interessant sind, was sie zeigen, aber sie sind noch nicht vollständig erklärt worden", sagt Ido Kaminer, Physik-Postdoc am MIT und leitender Forscher auf dem Papier. "Ein möglicher Grund dafür, dass sie diesen Effekt tatsächlich mit Schockwellen des Lichts haben könnten, und sie wissen es einfach nicht."

Die Entdeckung ist die Kombination zweier ungewöhnlicher Eigenschaften von Graphen. Der erste ist, dass sich das Licht im Graphen sehr langsam bewegt. Obwohl Graphen zu dünn ist, um darin zu verbleiben, wird Licht als Plasmastrahlung eingefangen, die an beiden Seiten des Kristalls hängt. Eine andere ungewöhnliche Eigenschaft von Graphen ist, dass sich Elektronen sehr schnell innerhalb der Wabenmatrix bewegen.

Aufgrund des Effekts, den Graphen auf die Geschwindigkeit von Elektronen und Licht hat, schlagen Kaminer und sein Team vor, dass sich die Elektronen schneller bewegen als die Schwelle, die erforderlich ist, um Schockwellen des Lichts zu erzeugen. Diese Stoßwellen werden als Cerenkov-Emissionen bezeichnet und sind das leichte Äquivalent eines Schallbooms. In Graphen bewegen sich die Elektronen nicht schneller als die Lichtgeschwindigkeit, aber aufgrund eines Quanteneffekts auf die Čerenkov-Emissionen wird die Schwelle für die Erzeugung der Stoßwellen herabgesetzt. Dadurch können Elektronen in Graphen tatsächlich kontrollierte Lichtstrahlen erzeugen, die als schnellere Methode der Computerverarbeitung verwendet werden könnten.

Diese Entdeckung eröffnete die Möglichkeit, dass eine Reihe von Materialien zur Herstellung optischer Computerkerne verwendet werden, sagt Kaminer. Theoretisch hätten Bornitrid und Monoschichten aus Silber die gleichen Eigenschaften. Für die Computer der Zukunft sagt Kaminer: "Ich kann nicht wirklich versprechen, dass Graphen derjenige sein wird, der gewinnen wird."

Kaminer sagt jedoch, dass sein Labor mit anderen Forschungsgruppen spricht, um einen Effekt zu finden, um diesen Effekt direkt zu beobachten und das Licht vom Graphen zu entkoppeln - der Schlüssel zum Erstellen eines neuen Computertyps. Und dann ist es eine gute Reise mit vier Kernen, hallo leichter Kern.