El láser controla el conmutador ultrarrápido de líquidos
Los investigadores desvelan un nuevo concepto de interruptores con una velocidad sin precedentes
Investigadores de la Universidad Ruhr de Bochum (Alemania) han desarrollado un interruptor ultrarrápido basado en agua. Un breve pero potente pulso láser convierte el agua en un estado conductor en menos de una trillonésima de segundo (10-12 segundos), tiempo durante el cual se comporta casi como un metal. Esto lo hace más rápido que la mayor velocidad de conmutación conocida hasta la fecha de un semiconductor. Adrian Buchmann, el Dr. Claudius Hoberg y el Dr. Fabio Novelli, del Ruhr Explores Solvation Cluster of Excellence RESOLV, publicaron sus hallazgos en la revista APL Photonics el 6 de diciembre de 2022.
El agua se difunde a través de una boquilla especialmente desarrollada. A continuación, se hace pasar el láser a través de ella.
© Adrian Buchmann
El láser hace que el agua se comporte como un interruptor de alta velocidad
Todas las operaciones de ordenadores y smartphones se basan en circuitos. La velocidad a la que un componente puede conmutar entre los estados cero y uno determina en última instancia la velocidad a la que puede funcionar un ordenador. Los ordenadores modernos utilizan semiconductores que hacen posible la conmutación eléctrica. "Su velocidad es inherentemente limitada", explica Claudius Hoberg.
Junto con sus colegas, ha desvelado un posible enfoque novedoso de los circuitos basados en agua. El agua en la que los investigadores han disuelto iones de yoduro, es decir, agua salada, se abre en abanico mediante una boquilla hecha a medida, de modo que fluye como un chorro aplanado con un grosor de sólo unos micrómetros. "Es como apretar una manguera de jardinería para que el chorro de agua sea ancho y plano, pero a una escala mucho menor", explica Hoberg.
A continuación, se dirige un pulso láser corto pero potente a través de este chorro de agua. El láser libera electrones de la sal disuelta en el agua, de modo que ésta se vuelve repentinamente conductora a frecuencias de terahercios, mostrando propiedades similares a las de un metal. La corta duración del pulso láser, de entre 10 y 14 segundos, convierte el agua en un interruptor ultrarrápido. "Se observó una velocidad de 10-12 segundos en el rango de los terahercios", afirma Claudius Hoberg. Un segundo láser sondea el estado del agua.
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