นักวิจัยในสหรัฐอเมริกาใช้ Metamaterials เพื่อแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์โดยการแปลงข้อมูลที่เข้ารหัสเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า นักวิจัยเชื่อว่ากระบวนทัศน์การคำนวณแบบอะนาล็อกใหม่ของพวกเขามีข้อดีหลายประการเหนือคอมพิวเตอร์ดิจิทัลทั่วไป และขณะนี้กำลังทำงานเพื่อให้เข้ากันได้กับอุปกรณ์ซิลิคอนโฟโตนิกส์แบบเดิม Metamaterials เป็นวัสดุสังเคราะห์ซึ่งเป็นวัสดุผสมที่มีโครงสร้าง
ในลักษณะที่ให้คุณสมบัติเฉพาะ
เช่น ดัชนีการหักเหของแสงเป็นลบ ซึ่งหาได้ยากหรือไม่มีอยู่ในวัสดุธรรมชาติ ในการออกแบบ metamaterials เกี่ยวกับแสง นักวิจัยมักพึ่งพาสาขาวิชาคณิตศาสตร์ที่เรียกว่า Transformation optics ซึ่งจะเปลี่ยนพิกัดของอวกาศเพื่อควบคุมเส้นทางของแสงผ่านวัสดุ ตัวอย่างที่มีชื่อเสียงคือเสื้อคลุมล่องหนโดยใช้เลนส์ทรานส์ฟอร์เมชั่นเพื่อควบคุมการหักเหของแสงในเสื้อคลุมเพื่อให้แสงตกกระทบเคลื่อนที่ไปรอบๆ วัตถุที่ปิดบังอย่างราบรื่นแทนที่จะกระเจิงออกไป ผลที่ได้คือผู้สังเกตจะสรุปได้ว่าวัตถุที่ปิดบังไม่ปรากฏอยู่
ในปี 2014 นักวิจัยที่นำโดยNader Enghetaจากมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียได้เสนอการใช้เลนส์ท รานส์ฟอร์เมชั่นที่เป็นไปได้อีกวิธีหนึ่ง พวกเขาชี้ให้เห็นว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเข้ารหัสฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ในแอมพลิจูดและเฟส ซึ่งทั้งสองอย่างนี้สามารถเปลี่ยนได้โดย metamaterials สิ่งนี้ทำให้ทีมแนะนำว่า metamaterials สามารถดำเนินการทางคณิตศาสตร์กับฟังก์ชันเหล่านี้ได้สมการปริพันธ์
ตอนนี้ Engheta และเพื่อนร่วมงานได้ออกแบบ metamaterial ที่ไม่เพียงแต่ดำเนินการทางคณิตศาสตร์เท่านั้น แต่ยังสามารถค้นหาคำตอบของสมการที่สำคัญที่เรียกว่าสมการปริพันธ์
“ในเกือบทุกสาขาของวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ คุณสามารถอธิบายค่าตัวเลขของปรากฏการณ์ที่คุณอยู่หลังจากใช้สมการปริพันธ์” Engheta อธิบาย การแก้สมการเหล่านี้จึงมีความสำคัญต่อการสร้างแบบจำลองปรากฏการณ์ที่หลากหลาย การแก้ปัญหาเกี่ยวกับพีชคณิตมักจะเป็นไปไม่ได้ อย่างไรก็ตาม นักวิจัยมักจะต้องพึ่งพาการวิเคราะห์เชิงคำนวณ สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการจัดเรียงสมการใหม่เพื่อให้คำตอบที่ไม่รู้จักปรากฏทั้งสองด้าน
เริ่มต้นจากจุดใดก็ได้ การคำนวณจะดำเนินการซ้ำๆ
ในลูปป้อนกลับจนกว่าจะได้วิธีแก้ปัญหาที่ถูกต้อง ณ จุดนี้ การดำเนินการทางคณิตศาสตร์ที่อธิบายโดยสมการจะไม่เปลี่ยนค่า ดังนั้น คำตอบจะคงที่ “ต้องใช้เวลา” Engheta อธิบาย ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการค้นหาการจำลองเชิงตัวเลขจึงมักต้องใช้ทรัพยากรในการคำนวณจำนวนมาก ความเร็วของแสง นักวิจัยเชื่อว่า metamaterials สามารถให้ข้อได้เปรียบที่สำคัญหลายประการเหนือกระบวนการดิจิทัลแบบเดิมนี้ ข้อดีประการหนึ่งคือกระบวนการคำนวณอาจเร็วมากเพราะคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าผ่าน metamaterials ด้วยความเร็วแสง นอกจากนี้ metamaterial เดียวกันสามารถประมวลผลคลื่นหลายคลื่นพร้อมกันได้: “คลื่นสามารถผ่านกันและกัน ทำให้คุณมีระบบคู่ขนาน” Engheta อธิบาย
เพื่อทดสอบความคิดของพวกเขา นักวิจัยได้ออกแบบ metamaterials จาก dielectrics ที่มีลวดลายอย่างระมัดระวังเพื่อทำการแปลงทางคณิตศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับสมการปริพันธ์สามแบบที่แตกต่างกัน การสร้างแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีปฏิสัมพันธ์กับ metamaterials อย่างไร แสดงให้เห็นว่าโซลูชันที่ระบบสมมุติให้มาควรตกลงกันเป็นอย่างดีกับโซลูชันที่ได้จากวิธีเชิงตัวเลขแบบเดิม นอกจากนี้ แบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ยังชี้ให้เห็นว่าระบบ metamaterial สามารถแก้ไขปัญหาที่ถูกต้องได้อย่างรวดเร็ว
ทีมงานยังได้สร้าง metamaterial ในห้องปฏิบัติการสำหรับสมการปริพันธ์อันใดอันหนึ่ง (ดูรูป) ทำจากโพลีสไตรีนที่มีการสูญเสียต่ำที่มีลวดลาย และออกแบบมาเพื่อใช้กับไมโครเวฟ ทีมงานพบว่าประสิทธิภาพการทำงานสอดคล้องกับการคาดการณ์ทางคอมพิวเตอร์เป็นอย่างดีนักฟิสิกส์ออกแบบผนังที่มองไม่เห็นเสียง
ในอนาคต นักวิจัยตั้งเป้าที่จะสร้าง
metamaterials จากซิลิกาไดอิเล็กทริก ซึ่งจะทำให้การรวมเข้ากับอุปกรณ์ซิลิคอนโฟโตนิกส์มาตรฐานได้ง่ายขึ้น metamaterial ซิลิกาไดอิเล็กทริกยังจะยอมให้แสงอินฟราเรดที่ความยาวคลื่นโทรคมนาคมเพื่อใช้ในการคำนวณ ซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์ในอนาคตอาจมีขนาดเล็กกว่าต้นแบบไมโครเวฟมาก
ทีมงานยังหวังว่าในอนาคตจะมีการพัฒนา metameterial ที่กำหนดค่าใหม่ได้ สร้างคอมพิวเตอร์อะนาล็อกที่สามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม Engheta เน้นย้ำว่า แพลตฟอร์มปัจจุบันไม่ได้เสนอทางเลือกอื่นแทนตรรกะแบบมีเงื่อนไขของคอมพิวเตอร์จริง ซึ่งการคำนวณแบบหนึ่งขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ของอีกเครื่องหนึ่ง: “เราไม่มีตรรกะเชิงแสงในที่นี้” เขากล่าว .
Andrea Alùแห่งมหาวิทยาลัย City University of New York มีส่วนร่วมในการวิจัยปี 2014 และยังคงทำงานอย่างอิสระต่อจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ใช้คอมพิวเตอร์เป็นหลัก เขายกย่อง Engheta และเพื่อนร่วมงานที่เปลี่ยนความคิดดั้งเดิมให้กลายเป็นความจริง “ฉันพบว่ามันน่าสนใจเพราะมันไม่ใช่เรื่องเล็กน้อยเลยที่สิ่งนี้จะได้ผล โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาจากความคลาดเคลื่อนทั้งหมดที่มีอยู่”
นอกจากนี้ยังยืนยันว่าแม้ว่าโดยเฉลี่ยแล้ว ทะเลหลวงจะตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของชั้นบรรยากาศตามที่คาดไว้ แต่แอ่งมหาสมุทรที่แตกต่างกันอาจแตกต่างกันไป: มหาสมุทรแอตแลนติกเหนือดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ได้น้อยกว่าที่คาดไว้ 20% ระหว่างปี 1994 และ 2007 อาจเป็นเพราะ การชะลอตัวของ ภาวะ หมุนเวียนการพลิกคว่ำของมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ ในขณะนั้น
และนักวิจัยกล่าวว่า ความเป็นกรดของมหาสมุทรกำลังเพิ่มขึ้น จนถึงระดับความลึก 3,000 เมตร ขั้นตอนต่อไปคือการทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างมหาสมุทร บรรยากาศ และการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของมนุษย์ให้ดีขึ้นเล็กน้อยNicolas Gruber จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งสหพันธรัฐสวิส (Swiss Federal Institute of Technology ) ซึ่งเป็นที่รู้จักในชื่อ ETH Zurich ซึ่งเป็นผู้นำการศึกษานี้กล่าวว่า “เราได้เรียนรู้ว่าการจมในทะเลไม่ได้ตอบสนองต่อการเพิ่มขึ้นของ CO 2 ในบรรยากาศเท่านั้น
“ความไวอย่างมากต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศแสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่สำคัญสำหรับการตอบรับกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างต่อเนื่อง”
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตเว็บตรง
