به گزارش « اسپوتنیک» با استناد به مقاله منتشره در مجله Advanced Materials (مواد پیشرفته) فیزیکدانان روسیه و کشورهای خارجی توانستند شبه ذرات خاص نور را اختراع کنند و در دمای عادی اتاق به استفاده از خصوصیات آن ها بپردازند که راه بسوی انواع مافوق سریع حافظه اپتیکی را هموار می سازد.
در سال های اخیر، دانشمندان سعی کردند از خواص کوانتومی اتم ها و ذرات منفرد برای حفظ و ضبط اطلاعات استفاده کنند از جمله داده هایی که کامپیوترهای کوانتومی استفاده می کنند. رشته های الکترونی در نیمه هادی ها، اتم های ازت در الماس و انواع مختلف شبه ذرات — مجموعه اتم و یا ذرات که به عنوان یک واحد کل عمل کنند — برای ایفای نقش « ناقلان اطلاعات نوع جدید » کاندید شده بودند.
والنتین میلیچکو از دانشگاه فناوری اطلاعات، مکانیک و اپتیک سنت پطربورگ و همکاران وی باصطلاح « اکسیتون» انگیزان ها — شبه ذرات که مجموعه ای از الکترون های آزاد و « سوراخ ها» (اتم مثبتی که به دور آن می چرخد) هستند- را مناسب برای این هدف دانستند.
به گفته متخصصان « اکسیتون» زمانی بروز می کند که ذرات نور و یا فوتون با اتم تصادم می کند و آن را «بیدار می کند» و الکترون را به مدار بالاتری می فرستد که نیروی دافعه الکترون های دیگر متعادل کننده تلاش آن برای بازگشت به سطح قبلی است. این ذرات به شکل گذار بین فوتون و الکترون هستند و از اینرو دانشمندان معتقدند که از آن ها می توان برای ایجاد دستگاه های کوچک اپتیکی الکترونی برای ضبط سریع و پردازش سیگنال های اپتیکی استفاده کرد.
مشکل آن است که « اکسیتون» ها فقط در داخل کریستال های نیمه هادی در ازت مایع خنک شکل می گیرند و وجود دارند ، از اینرو از « اکسیتون» نمی توان برای اهداف عملی استفاده کرد. میلیچکو و همکاران وی با ساخت « اکسیتون» در « ورق های کوچک از ترکیبات ارگانیک و فلز»، این مشکل را رفع کردند.
طرح آنها « قالب فلزی — ارگانیک» نامیده شده است که ماده پیچیده پلیمری است که به ساختار موم عسل شباهت دارد و خیلی محکم و مقاوم است. هم اکنون از این ماده برای ساخت فیلترهایی استفاده می شود که می توانند دی اکسید کربن و یا هیدروژن را جذب کنند و مقدار زیادی از این گازها را در خود حفظ کنند.
آزمایشات میلیچکو و همکارانش نشان دادند که در داخل چنین ماده ای که از «روی» و مجموعه ای از پلیمرهای ارگانیک تشکیل شده است ساختاری شکل خواهد گرفت که « اکسیتون» ها در آن ها مدت طولانی تحت دمای عادی می توانند به موجودیت خود ادامه بدهند.
فیزیکدانان روسیه و اروپایی توانستند دو نوع « اکسیتون» در چنین کریستالی را بسازند که یکی از آن ها در داخل و دیگری در لایه های بین آنها قرار دارد. مدت زمان حیات « اکسیتون» های بین لایه ای کوتاه است اما تراکم آن ها و سرعت حرکت آن ها ، استفاده از این شبه ذرات نور برای تولید نور در لامپ های « ال.ای. دی» و لیزر را ممکن می سازد.
اکسیتون های بین لایه ای بیشتر زنده می مانند اما حرکت آن ها کمتر است. دانشمندان پیشنهاد می کنند از آن ها برای ضبط اطلاعات بر کریستال ها استفاده شود. آزمایشات نشان دادند که می توان در یک لحظه اطلاعات را در آن ها ضبط کرد و طی چند روز این اطلاعات در آن ها حفظ خواهند شد که برای استفاده از آن ها به عنوان حافظه کامپیوتری کافی خواهد بود.
میلیچکو در پایان گفت: « عملا می توانیم بر رفتار « اکسیتون ها» — انگیزان ها — تأثیر بگذاریم و تراکم پرتو نور آن ها را تغییر بدهیم. در زمان پرتو ضعیف نور ، اکسیتون ها (در حالت «1») حفظ می شوند و اگر قدرت لیزر افزایش یابد تراکم شبه ذرات نور تا حدی افزایش می یابد که می توانند در یک لحظه از هم بپاشند (در حالت « صفر»).
