Американцы создали первый полностью нанопроводниковый сенсор

Исследователям из Калифорнийского университета в Беркли удалось создать интегральную схему, в которой нанопровода используются и как сенсоры и как транзисторы, пишет Technology Review.

Разработанная учеными методика печати позволяет производить большие массивы одинаковых схем, которые могут служить оптическими сенсорами. Размеры созданного прототипа составляют 13 на 20 схем.

Из нанопроводников получаются хорошие сенсоры, срабатывающие от попадания на них всего нескольких фотонов. В то же время для практического применения в различных устройствах нанопроводники следует совместить на одной площади с электронными компонентами, которые смогут усиливать и обрабатывать их слабые сигналы.

Ранее совместить нанопроводники и электронные компоненты на одной подложке не получалось. Кроме того, был неизвестен способ создания больших массивов нанопроводников. Метод исследователей заключается в том, чтобы поместить на подложку полимер и использовать литографию для его обработки. Затем печается первый слой кадмиево-селенидных нанопроводов. Процесс повторяется со вторым слоем нанопроводов, состоящих из германия и кремниевой оболочки. Затем на схему помещаются электроды.

Достоинством разработанного метода является то, что нанопроводники можно печатать не только на кремниевой подложке, но также на бумаге или пластике. В будущем эта технология может привести к появлению "сенсорных кассет", способных проверять качество окружающего воздуха или обнаруживать небольшие концентрации химических веществ.

Квантовая механика опровергла Эйнштейна

Группа ученых из Университета Женевы, Швейцария, провела опыт, доказывающий, что скорость взаимодействия запутанных (entangled – особое квантовое состояние частиц) фотонов превышает скорость света. В свою очередь это означает, что распространение информации в квантовых системах не подчиняется законам теории относительности Эйнштейна. Работа авторов опубликована в журнале Nature.

Запутанные частицы отличаются от обычных тем, что ряд их характеристик находятся в зависимости между собой. Например, спин фотона может принимать всего два значения: единица и минус единица. Квантовая механика утверждает, что если одновременно измерить спины запутанных частиц, то один всегда окажется единицей, а другой - минус единицей. При этом теория не накладывает ограничение на скорость взаимодействия частиц и не объясняет его механизмы.

Ученые проводили следующий опыт. В исследовательском центре в Женеве создавалась пара запутанных фотонов. Они разделялись, и по оптоволоконным кабелям отправлялись в деревни Сатиньи (Satigny) и Жюсси (Jussy), расположенные на расстоянии 18 километров друг от друга. Специалисты в Сатини и Юсси измеряли параметры "полученных" фотонов.

Согласно теории относительности, скорость любого процесса в природе не превосходит скорости света, и за время измерения фотоны не успевают повлиять друг на друга. Запутанные фотоны должны вести себя как независимые частицы, но многочисленные измерения показали, что параметры все равно остаются взаимосвязаны. Ученым удалось подсчитать, что скорость взаимодействия между частицами должна превышать скорость света в 100 тысяч раз.

Явление запутанности было известно еще во времена Эйнштейна. Он называл его "пугающим взаимодействием на расстоянии" (spooky action at distance) и считал основным препятствием всеобщей применимости теории относительности. За прошедшие годы выдвигалось множество гипотез, которые пытались объяснить запутанность. Многие ученые даже сомневались в том, что подобный эффект существует. Новые опыты однозначно доказывают существование квантовой запутанности, однако ничего не могут сказать о механизмах взаимодействия.