Một thanh thủy tinh cỡ nano mét bọc trong lớp bạc cho phép ánh sáng nhìn thấy truyền qua với tốc độ gần như vô hạn. Kĩ thuật có thể thúc đẩy những tiến bộ trong lĩnh vực điện toán quang học.
Siêu chất liệu là những chất liệu tổng hợp có những tính chất không tìm thấy trong tự nhiên. Kim loại và thủy tinh đã được kết hợp trong những siêu chất liệu trước đây để bẻ cong ánh sáng theo chiều nghịch hoặc để chế tạo áo tàng hình. Những chất liệu này có được những hiệu ứng kì lạ của chúng là do sự xử lí chiết suất, một số đo khả năng của một chất làm thay đổi quang trình và tốc độ của ánh sáng.
Trong chân không chiết suất là 1, và tốc độ ánh sáng không thể vượt quá giới hạn vạn vật của Einstein là 300.000 km/s. Những chất liệu bình thường có chiết suất dương, và chúng cho truyền ánh sáng ở tốc độ bằng tốc độ ánh sáng trong chân không chia cho chiết suất của chúng. Thủy tinh thường, chẳng hạn, có chiết suất khoảng 1,5 nên áp dụng chuyển động trong nó ở tốc độ khoảng 200.000 km/s.
(Ảnh: John Renstenzefa/Superstock)
Không đe dọa gì với Einstein
Chất liệu mới có chứa một cấu trúc cỡ nano dẫn hướng sóng ánh sáng đi trong thủy tinh mạ kim loại. Nó là chất liệu đầu tiên có chiết suất dưới 0,1 – nghĩa là ánh sáng truyền qua nó ở tốc độ gần như vô hạn, theo lời Albert Polman thuộc Viện FOM Institute AMOLF ở Amsterdam, Hà Lan. Nhưng tốc độ ánh sáng không hề bị vượt quá về mặt kĩ thuật. Sóng ánh sáng đó di chuyển nhanh, nhưng “vận tốc nhóm” của nó – tốc độ thông tin được truyền đi – thì gần như bằng không.
Là một thành tựu nghiên cứu thuần túy, nhóm của Polman đã làm một công việc hay ho là chứng minh những đặc tính kì lạ của những chất liệu chiết suất thấp, theo lời Wenshan Cai thuộc Viện Công nghệ Georgia ở Mĩ, người không có liên quan gì với nghiên cứu trên.
Những ứng dụng thực tế cũng đang được nêu ra. Thành phần kim loại làm giảm chiết suất cũng làm tăng sự hấp thụ, nên ánh sáng đó không thể truyền đi xa. Tuy nhiên, chất liệu có thể được sử dụng để truyền ánh sáng đi nhanh trên những cự li rất ngắn trong các mạch tích hợp quang điện tử.
Tham khảo: Physical Review Letters, doi.org/j5x
Nguồn: New Scientist
