Мы все знаем, что замораживание меняет свойства веществ - вода превращается в лед, лава в камень, а оптические волокна, по-видимому, становятся идеальным местом для вечеринки света и звука. Исследователи из Института науки о свете Макса Планка (MPL), Университета Лейбница в Ганновере (LUH) и Лейбницкого института фотонных технологий (IPHT) взяли оптические волокна с жидкой сердцевиной (LiCOF) и подвергли их глубокой заморозке, охладив жидкость внутри азотом до -196 °C. Удивительно, но замороженная сердцевина по-прежнему проводит свет - и жидкие, и замороженные участки также проводят гиперзвуковые волны.

Результатом является явление, называемое рассеянием Бриллюэна-Мандельштама, но с изюминкой: взаимодействие между светом и звуком становится более чем в 1000 раз сильнее, чем в стандартных оптических волокнах. Этот драматический скачок позволил команде продемонстрировать оптоакустическую память, которая может стать ключевым компонентом для фотонных нейроморфных вычислений. Идея заключается в использовании разницы скоростей света и звука для временного хранения информации: быстрая световая волна передает свои данные более медленным звуковым волнам, удерживает их там, а затем преобразует обратно. Благодаря эффективности замороженного волокна это может резко снизить энергопотребление будущих фотонных вычислительных систем.

По словам Симона Зайдерера, одного из ведущих авторов, замороженный участок сохраняет способность проводить свет, и оба участка проводят звуковые волны. Работа основана на предыдущих исследованиях LiCOF профессора Маркуса Шмидта и профессора Марио Хемница из IPHT Йены. Добавив замораживание, команда добилась гораздо более сильных нелинейных эффектов. Профессор д-р Биргит Штиллер, которая руководит проектом, называет это «совершенно новой физической платформой» с экстремальными нелинейностями, которая проста в обращении. Помимо нейроморфных вычислений, это может открыть двери для обработки квантовой информации, микроволновой фотоники и высокоточных измерений. Так что в следующий раз, когда вы будете замораживать свой ужин, помните: возможно, вы создаете передовое фотонное устройство.