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Les chercheurs développent des commutateurs entièrement optiques qui pourraient conduire à des processeurs informatiques plus rapides

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Les chercheurs développent des commutateurs entièrement optiques qui pourraient conduire à des processeurs informatiques plus rapides

Ligne téléphonique: Jared Sagoff

Newswise – Les processeurs informatiques traditionnels ont été considérablement maximisés« « vitesses d’horloge » – une mesure de la rapidité avec laquelle un interrupteur peut être activé et désactivé – est due aux limites de la commutation électronique. Les scientifiques cherchant à améliorer les processeurs informatiques sont devenus fascinés par la possibilité d’une commutation entièrement optique, qui utilise la lumière plutôt que l’électricité pour contrôler la façon dont les données sont traitées et stockées sur Slide.

Des chercheurs du Département américain de l’énergie (Ministère de l’ÉnergieLe Laboratoire national d’Argonne et l’Université Purdue ont récemment créé un nouveau type de commutateur optique capable d’atteindre cette capacité.​« Les itérations précédentes de commutateurs optiques avaient des temps de commutation fixes qui étaient« Ils sont intégrés dans l’appareil lors de sa fabrication », a déclaré Soham Saha d’Argonne, l’une des boursières postdoctorales Maria Goeppert-Mayer du laboratoire qui travaille au Centre des nanomatériaux d’Argonne. Ministère de l’Énergie Pièce jointe de l’utilisateur du Bureau scientifique.

Saha et ses collègues ont fabriqué un commutateur optique à partir de deux matériaux différents, chacun ayant un temps de commutation différent. Un matériau, l’oxyde de zinc dopé à l’aluminium, a un temps de conversion de l’ordre de la picoseconde, tandis que l’autre matériau, le nitrure de titane plasmonique, a un temps de conversion plus de cent fois plus lent, de l’ordre de la nanoseconde.

« « Lorsque vous utilisez des composants optiques au lieu de circuits électroniques, il n’y a pas de retards capacitifs résistifs, ce qui signifie qu’en théorie vous pouvez faire fonctionner ces puces 1 000 fois plus rapidement que les puces informatiques traditionnelles », a déclaré Saha.

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La différence dans les temps de commutation entre les deux composants métalliques signifie que le commutateur peut être plus flexible et utilisé pour transférer des données rapidement tout en les stockant efficacement, selon Saha.​« La nature bimétallique de l’interrupteur signifie qu’il peut être utilisé à plusieurs fins en fonction de la longueur d’onde de la lumière que vous utilisez.​« Lorsque vous souhaitez des applications plus lentes, telles que le stockage en mémoire, vous pouvez basculer avec un seul matériau ; Pour des applications plus rapides, vous pouvez basculer avec l’autre. « C’est une nouvelle capacité. »

Dans la configuration expérimentale, les matériaux des commutateurs agissent comme des absorbeurs de lumière ou des réflecteurs, en fonction de la longueur d’onde de fonctionnement. Lorsqu’il est déclenché par un faisceau de lumière, il change d’état.

Le contrôle de la vitesse de tous les commutateurs optiques est crucial pour optimiser leurs performances dans diverses applications. Ces résultats sont prometteurs pour le développement de commutateurs hautement efficaces et adaptables dans des domaines tels que les communications améliorées par fibre optique, l’informatique optique et la science à haut débit.

La possibilité d’ajuster les vitesses de commutation nous rapproche également de la réduction du fossé entre les communications optiques et électroniques, permettant un transfert de données plus rapide et plus efficace.

Cette recherche fournit des informations précieuses sur la compréhension fondamentale de tous les commutateurs optiques et ouvre la voie à la conception de dispositifs avancés pour l’informatique et les communications.

Article basé sur la recherche,« Ingénierie de la dynamique temporelle de la commutation tout optique à l’aide de matériaux rapides et lents« , paru dans l’édition en ligne du 21 septembre de Nature Communications. Outre Saha, les auteurs d’Arjun incluent Benjamin Derol et Richard Schaller. Mustafa Goksu Özlu, Sarah N. Chowdhury, Samuel Pina, Zakselik Kudyshev et Zubin de l’Université Purdue contribuent également. Jacob, Vladimir M. Shalev, Alexander V. Keldyshev et Alexandra Poltaseva.

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La recherche a été financée par Ministère de l’ÉnergieL’Office des sciences fondamentales de l’énergie, ainsi que l’Office de recherche navale et l’Office de recherche scientifique de l’Armée de l’Air.

À propos du Centre Argonne des Nanomatériaux
Le Centre pour les matériaux à l’échelle nanométrique est l’un des cinq centres de recherche en nanosciences du DOE, principales installations nationales d’utilisateurs pour la recherche interdisciplinaire à l’échelle nanométrique soutenues par le Bureau des sciences du DOE. Ensemble, les NSRC comprennent une gamme d’installations complémentaires qui fournissent aux chercheurs des capacités de pointe pour fabriquer, traiter, caractériser et modéliser des nanomatériaux, et constituent le plus grand investissement en infrastructure pour l’Initiative nationale sur les nanotechnologies. Les NSRC sont situés dans les laboratoires nationaux d’Argonne, Brookhaven, Lawrence Berkeley, Oak Ridge, Sandia et Los Alamos du DOE. Pour plus d’informations sur les NSRC du DOE, veuillez visiter https://​sci​ence​.osti​.gov/​U​s​e​r​-​F​a​c​i​l​i​t​i​e​s​/​U​ ​s​er​-​F​a​c​i​i​i​e​e​s​a​t​-​a​-​Vue d’ensemble.

Laboratoire National d’Argonne Il cherche à trouver des solutions aux problèmes nationaux urgents dans le domaine de la science et de la technologie. Le Laboratoire d’Argonne, le premier laboratoire national du pays, mène des recherches scientifiques fondamentales et appliquées pionnières dans presque toutes les disciplines scientifiques. Les chercheurs d’Argonne travaillent en étroite collaboration avec des chercheurs de centaines d’entreprises, d’universités et d’agences fédérales, étatiques et municipales pour les aider à résoudre leurs problèmes spécifiques, à faire progresser le leadership scientifique américain et à préparer la nation à un avenir meilleur. Avec des employés de plus de 60 pays, Argonne est dirigée par Ochiago Arjun, LLC à Bureau des sciences du Département américain de l’énergie.

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Bureau des sciences du Département américain de l’énergie C’est le plus grand partisan de la recherche fondamentale en sciences physiques aux États-Unis et s’efforce de relever certains des défis les plus urgents de notre époque. Pour plus d’informations, visitez https://​ener​gy​.gov/​s​c​ience.

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Trois lancements de missiles spéciaux à surveiller

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Trois lancements de missiles spéciaux à surveiller

Avez-vous vu le lancement du Starship de SpaceX plus tôt ce mois-ci ? Si cela a aiguisé votre appétit pour des lancements de fusées plus avancés, alors vous avez de la chance car cet été verra trois autres lancements de grande envergure.

Attendez-vous à une rare sortie de la fusée Falcon Heavy de SpaceX, au lancement de la première nouvelle fusée et à une tentative d’envoyer des astronautes plus loin dans l’espace que jamais depuis les missions Apollo de la NASA au début des années 1970.

Voici tout ce que vous devez savoir – et les dates de votre agenda.

Mardi 25 juin : Rare lancement et atterrissage tandem

Mission : SpaceX Falcon Heavy lance le satellite GOES-U de la NOAA.

Où regarder : SpaceX site Web ou Chaîne Youtube.

La dixième fusée SpaceX Falcon Heavy sera lancée aujourd’hui depuis le Kennedy Space Center en Floride, mettant en orbite un satellite météorologique NASA/NOAA GOES-U. GOES-U est unique en ce sens qu’il dispose d’un coronographe qui image mystérieusement l’atmosphère extérieure la plus chaude du Soleil, aidant ainsi les physiciens solaires à prédire avec plus de précision la météo spatiale.

Falcon Heavy est un lanceur lourd partiellement réutilisable, et le point culminant sera de voir ses deux propulseurs atterrir côte à côte sur deux plateformes côte à côte.

La NASA et SpaceX visent une fenêtre de lancement de deux heures qui s’ouvrira à 17 h 16 HNE le mardi 25 juin, mais gardez un œil sur SpaceX se nourrit de X Pour un timing précis.

Mardi 9 juillet : Une nouvelle fusée puissante décolle pour la première fois dans le ciel

Mission : Lancer pour la première fois la nouvelle fusée géante en Europe.

Où regarder : Agence spatiale européenne site Web ou Chaîne Youtube.

L’Agence spatiale européenne a confirmé le premier lancement de la sonde Ariane 6 depuis le port spatial européen en Guyane française.

Le nouveau lanceur lourd européen remplace Ariane 5 et dispose d’un étage supérieur rallumable, qui lui permettra de lancer plusieurs missions sur différentes orbites en un seul vol.

Vendredi 12 juillet : Polaris Dawn atteint 870 milles au-dessus de la Terre

Mission : SpaceX Falcon 9 lancera un équipage commercial de quatre astronautes privés dans l’espace à bord d’une capsule Dragon.

Où regarder : SpaceX site Web ou Chaîne Youtube.

Le programme Polaris est un partenariat avec SpaceX qui verra jusqu’à trois missions de vols spatiaux habités pour démontrer de nouvelles technologies. Elle est dirigée par Jared Isaacman, fondateur de Shift4 Payments, parti dans l’espace en tant que commandant de la mission SpaceX Inspiration4 en septembre 2021.

Cette première mission, « Polaris Dawn », verra le vaisseau spatial Dragon avec quatre astronautes (Isaacman, Scott Poteet, Sarah Gillies et Anna Menon) voler à 870 milles au-dessus de la Terre, le niveau le plus élevé depuis les missions Apollo sur la Lune.

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Je vous souhaite un ciel clair et des yeux écarquillés.

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Une source de cristaux liquides de paires de photons

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La conversion ascendante paramétrique spontanée (SPDC), en tant que source de photons intriqués, présente un grand intérêt pour la physique quantique et la technologie quantique, mais jusqu’à présent, elle ne peut être mise en œuvre que dans des matériaux solides. Des chercheurs de l’Institut Max Planck pour la science de la lumière (MPL) et de l’Institut Josef Stefan de Ljubljana, en Slovénie, ont démontré pour la première fois la SPDC dans un cristal liquide. Les résultats ont été récemment publiés dans natureouvrent la voie à une nouvelle génération de sources quantiques : efficaces et accordables par champs électriques.

Diviser un photon en deux est l’un des outils les plus utiles en photonique quantique. Il peut créer des paires de photons intriqués, des photons uniques, de la lumière compressée et des états photoniques encore plus complexes, essentiels aux technologies photoniques quantiques. Ce processus est connu sous le nom de conversion abaisseur automatique (SPDC).

Le SPDC est étroitement lié à la symétrie centrale. Il s’agit de la symétrie par rapport à un point – par exemple, un carré est symétrique au centre mais pas un triangle. Essentiellement, en divisant un photon en deux, le SPDC brise la symétrie centrale. Par conséquent, cela n’est possible que dans les cristaux dont la cellule primaire est asymétrique au centre. La SPDC ne peut pas se produire dans les liquides ou les gaz ordinaires, car ces matériaux sont isotropes.

Cependant, des chercheurs ont récemment découvert des cristaux liquides de structure différente, appelés cristaux liquides nématiques ferroélectriques. Bien qu’ils soient fluides, ces matériaux se caractérisent par une forte rupture de symétrie centrale. Leurs molécules sont allongées, asymétriques et surtout, elles peuvent être réorientées par un champ électrique externe. La réorientation des molécules modifie la polarisation des paires de photons générées, ainsi que le taux de génération. Avec un conditionnement approprié, un échantillon de ces matériaux peut constituer un dispositif extrêmement utile car ils produisent efficacement des paires de photons, peuvent être facilement réglés à l’aide d’un champ électrique et peuvent être intégrés dans des dispositifs plus complexes.

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À l’aide d’échantillons préparés à l’Institut Josef Stefan (Ljubljana, Slovénie) à partir de cristaux liquides nématiques ferroélectriques fabriqués par Merck Electronics KGaA, des chercheurs de l’Institut Max Planck pour la science de la lumière ont appliqué pour la première fois la SPDC à un cristal liquide. . L’efficacité de génération de photons intriqués est aussi élevée que celle des meilleurs cristaux non linéaires, tels que le niobate de lithium, d’épaisseur similaire. En appliquant un champ électrique de quelques volts seulement, ils ont pu activer et désactiver la génération de paires de photons, ainsi que modifier les propriétés de polarisation de ces paires. Cette découverte marque le début d’une nouvelle génération de sources lumineuses quantiques : flexibles, accordables et efficaces.

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Le framework CUISINES pour les projets de comparaison de modèles exoplanétaires, version 1.0

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Le framework CUISINES pour les projets de comparaison de modèles exoplanétaires, version 1.0

Illustration de la conception expérimentale générale du CREME exoMIP (Tsigaridis et al. en préparation), comme exemple de la façon dont l’exoMIP peut être structuré pour permettre une large participation communautaire. — Ph.EP astronomique

Alors que le télescope spatial James Webb commence à renvoyer des observations, il est plus important que jamais que les modèles climatiques exoplanétaires soient capables de prédire de manière cohérente et correcte l’observabilité des exoplanètes, de récupérer leurs données et d’interpréter les environnements planétaires à partir de ces données.

Les comparaisons entre modèles jouent un rôle crucial dans ce contexte, surtout à l’heure où peu de données sont disponibles pour valider les prédictions des modèles. Le groupe de travail CUISINES du Nexus for Exoplanet System Science (NExSS) de la NASA soutient une approche systématique pour évaluer les performances des modèles d’exoplanètes et fournit ici un cadre pour mener des projets d’intercomparaison de modèles d’exoplanètes organisés par la communauté (exoMIP).

Le cadre CUISINES adapte spécifiquement les pratiques de la communauté climatique terrestre pour répondre aux besoins des chercheurs exoplanétaires, y compris une gamme de types de modèles, de cibles planétaires et d’études spatiales paramétriques. Son objectif est d’aider les chercheurs à travailler collectivement, équitablement et ouvertement pour atteindre des objectifs communs.

Le cadre CUISINES repose sur cinq principes : 1) Définir à l’avance la ou les questions de recherche que exoMIP vise à aborder. 2) Créer une conception pilote qui maximise la participation de la communauté et en faire la publicité largement. 3) Planifiez un calendrier de projet qui permet à tous les membres d’exoMIP de participer pleinement. 4) Créer des produits de données à partir des résultats du modèle pour une comparaison directe avec les observations. 5) Créez un plan de gestion des données applicable aujourd’hui et évolutif à l’avenir.

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Au cours des premières années de son existence, CUISINES fournit déjà un soutien logistique à 10 exoMIP et continuera à organiser des ateliers annuels pour approfondir les commentaires de la communauté et présenter de nouvelles idées d’exoMIP.

Linda E. Sohl, Thomas J. Fuchez, Sean Domagal-Goldman, Duncan A. Christie, Russell Detrick, Jacob Haque-Misra, C.E. Harman, Nicholas Iero, Nathan J. Mayne, Costas Tsigarides, Geronimo L. Villanueva, Ambre V. Jeune, Guillaume Chaverot

Commentaires : 14 pages, deux numéros
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP) ; Instruments et méthodes astrophysiques (astro-ph.IM)
Citer comme : arXiv:2406.09275 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2406.09275v1 [astro-ph.EP] pour cette version)
Date de soumission
Qui : Linda Suhl
[v1] Jeudi 13 juin 2024, 16:14:22 UTC (903 Ko)
https://arxiv.org/abs/2406.09275
Astrobiologie

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