Przedstawiciele Heriot-Watt University, Purdue University i Bowden Research Center wykorzystali w toku swoich eksperymentów tzw. TCO. Są to nanomateriały określane mianem transparentnych tlenków nadprzewodzących. Kiedy przez ich próbki ma przejść światło, układ atomowy rzeczonego materiału sprawia, że wiązka zostaje poddana dyfuzji, rozproszeniu, odbiciu czy załamaniu.
Czytaj też: Ta cząsteczka nie powinna istnieć, a naukowcy właśnie ją stworzyli
O kulisach przeprowadzonych w ostatnim czasie działań ich autorzy piszą w artykule zamieszczonym w Nature Photonics. Ich publikacja opisuje wpływ TCO na zachowanie światła oraz potencjalne zastosowania tego fenomenu. Wykorzystane w eksperymentach materiały wykazują przewodnictwo i przepuszczają wiązkę optyczną, dlatego mogłyby świetnie sprawdzić się w projektowaniu paneli fotowoltaicznych bądź wyświetlaczy montowanych w różnego rodzaju elektronice.
Nanomateriał opracowany na potrzeby ostatnich badań został zmodyfikowany w taki sposób, aby w ciągu sześciu femtosekund zmieniał swoje właściwości optyczne. Jedna femtosekunda jest równa jednej biliardowej części sekundy, dlatego możemy śmiało powiedzieć, że to nawet szybciej niż mgnienie oka. Nawet w świecie specjalistycznych materiałów sześć femtosekund to niewiele, dlatego TCO były wyjątkowo pożądane przez fizyków.
Wykorzystując nanomateriały nazywane TCO naukowcy są w stanie kontrolować światło w wyjątkowo rozległy sposób. Ma to utorować drogę do zróżnicowanych zastosowań
Co jeszcze bardziej intrygujące, właściwości mogą zmieniać się wraz z przechodzeniem wiązki światła przez taki materiał, dzięki czemu po jednej stronie będzie on wykazywał zupełnie inne właściwości, niż po drugiej, do której wiązka jeszcze nie dotarła. Na potrzeby stworzenia TCO wykorzystanego przez Amerykanów i Brytyjczyków użyto cienkich warstw tlenku glinu i cynku. Ich grubość wynosiła zaledwie kilka nanometrów.
Później do akcji wkroczyły lasery, przy czym pierwszy miał warunkować to, w jaki sposób TCO reagują na światło, natomiast drugi emitował impuls światła, które miało podlegać zmianom. Istotną rolę w przewidywaniu, co się wydarzy, odegrał model matematyczny odpowiedzialny za symulowanie przestrzennej oraz czasowej refrakcji światła. W toku obserwacji członkowie zespołu badawczego odnotowali, że impuls światła można podzielić na dwa. W takich okolicznościach jeden zawiera połowę energii pierwotnego impulsu i może przemieszczać się w różnych kierunkach.
Czytaj też: Ogromna fabryka wodoru jest największą na kontynencie. Ile paliwa może dostarczyć?
Poza wspomnianymi zastosowaniami, obejmującymi projektowanie wyświetlaczy i urządzeń fotowoltaicznych, poczynione postępy powinny mieć przełożenie na szereg innych dziedzin. Takowe mogłyby obejmować tworzenie komputerów kwantowych, systemów komunikacyjnych, kryształów czasu czy sztucznej inteligencji. Jak widać, mówimy o istnej mnogości hipotetycznych sposobów wykorzystania tych dokonań.