Più piccolo, più veloce e più efficiente. Questi sono sempre rimasti gli obiettivi nello sviluppo dei nuovi circuiti, per gli oltre quattro decenni da quando Moore formulò la sua famosa legge.
I progressi hanno sempre cercato nuovi e migliori sistemi per spostaregli elettroni. Finchè scienziati ed ingegneri si sono trovati a cercare di superare alcuni limiti imposti da alcune delle leggi della fisica.
Ora, per la prima volta, i ricercatori della University of Pennsylvania hanno dimostrato l’alternativa ottica, ovvero la creazione di “concentrati” elementi di circuiti ottici e, con essi, la disciplina della scienza e dell’ingegneria della “metatronics”. La libertà di modificare i parametri come l’orientamento della luce permetterà configurazioni circuitali impossibili da raggiungere utilizzando l’approccio convenzionale.
Studiando la capacità su come controllare con precisione il flusso delle cariche elettriche con circuiti sempre più piccoli e complicati, i ricercatori della University of Pennsylvania stanno spingendo in avanti i circuiti in modo diverso, sostituendo l’elettricità con la luce.
“Guardando il successo di elettronica nel corso del secolo scorso, mi sono sempre chiesto il motivo per cui i circuiti dovrebbero essere limitati alla sola corrente elettrica” ha detto Nader Engheta, professore di sistemi elettrici del dipartimento di ingegneria della Facoltà di Ingegneria e Scienze Applicate della University of Pennsylvania. “Se ci fossimo trasferiti sulle lunghezze d’onda nello spettro elettromagnetico, si potrebbe rendere le cose più piccole, più veloci ed efficienti, impiegando anche la luce.”
Diverse disposizioni e combinazioni di circuiti elettronici hanno funzioni diverse, che vanno da semplici interruttori di luce ai supercomputer complessi. Questi circuiti sono a loro volta costruiti su diverse disposizioni di elementi circuitali, come resistenze, induttori e condensatori, che manipolano il flusso di elettroni in un circuito, secondo schemi e regole matematicamente precise.
Visto che entrambi i circuiti, elettrici e ottici, seguono le equazioni di Maxwell – le formule fondamentali che descrivono il comportamento dei campi elettromagnetici – Engheta sognava di costruire circuiti alimentati dalla luce, e non era solo immaginazione. Nel 2005, lui ei suoi allievi hanno pubblicato un documento teorico che illustrava come gli elementi del circuito ottico avrebbero potuto funzionare.
Ora, lui e il suo gruppo alla Penn University hanno reso questo sogno una realtà, creando la prima dimostrazione fisica di elementi di circuiti ottici “concentrati”. Ciò rappresenta una pietra miliare in un settore emergente della scienza e dell’ingegneria che Engheta ha definito “metatronics”.
