A nemzetközi együttműködésben ugyanis új, mesterségesen előállított, úgynevezett metaanyagokon alapuló kvantumoptikai eszközöket fejlesztenek a szegedi egyetemen. Az SZTE közleménye szerint a jelenlegi optikai és lézeres technológiák továbbfejlesztésének egyik fő akadálya, hogy a fény erősítése, irányítása és érzékelése csak bizonyos korlátok mellett lehetséges. Ezért fontos a kvantumtechnológia.

A szegeder.hu egy korábbi cikkéből kiderül, hogy az optika alapvető fizikai korlátai miatt a nanotechnológiában a fényt nehéz használni, ezért a tudósok más megoldásokat keresnek.

Jelenleg azonban a molekulaméretű, fluoreszcens (azaz fény elnyelése után fényt kibocsátó) fényforrások nem elég stabilak vagy nehezen kontrollálhatók a kvantumtechnológia alkalmazása során. Ez ugyanis megköveteli egyetlen fotonban kódolt információ kiolvasását, a hagyományos detektorok pedig csak korlátozottan alkalmasak erre. A gyors és stabil működéshez egyelőre hiányzik a megfelelő technológia.

E problémák megoldására kínálnak lehetőséget az úgynevezett metaanyagok. Ezek a mesterségesen létrehozott, a fény hullámhosszánál kisebb alkotóelemek szabályos mintázataiból épülnek fel, és a kvantumfizika törvényeinek megfelelő, újszerű jelenségeket produkálnak. Szerkezetüknek köszönhetően olyan tulajdonságokkal bírnak, amellyel a természetben előforduló anyagok nem rendelkeznek, innen kapták nevüket is. Ezen anyagok optikai válasza számításokkal megjósolható. A célzott tervezéssel és optimalizálással a különleges tulajdonságok tovább erősíthetők, kombinálhatók, azaz teljesen új tulajdonságok is elérhetőek. A szinergikus hatásoknak köszönhetően pedig a metaanyagokkal a fény viselkedése eddig nem ismert módon szabályozhatóvá válik.

A metaanyagok alkalmazásával a fény intenzitása, térbeli eloszlása, polarizációja pontosabban alakítható lesz, mint korábban, így a kvantuminformatikai rendszerek hatékonyabbak, gyorsabbak és megbízhatóbbak lehetnek. A metaanyagok alkalmazásával olyan tulajdonságokkal lehet felruházni a nem-klasszikus fényforrásokat és detektorokat, amelyek új alkalmazási lehetőséget nyitnak a tudományos és technológiai szférában, magyarázzák.

A metaanyagok újszerűsége miatt a Csete Mária, az SZTE Fizikai Intézetének tudományos főmunkatársa által vezetett projekt alapkutatás jellegű, azaz további, már specifikusabb kutatásokat alapozhat meg. Álláspontjuk szerint az eredmények hosszabb távon több területen is megjelenhetnek a mindennapi életben. Az egyik legfontosabb alkalmazási lehetőség a biztonságos kommunikáció, ahol

a kvantuminformáció alapú adatátvitel gyakorlatilag lehallgathatatlan rendszereket tesz lehetővé.

Emellett a fejlesztések hozzájárulhatnak pontosabb diagnosztikai és környezeti szenzorok, valamint miniatürizálható lézeres eszközök létrehozásához is, így hosszabb távon az egészségügy és a digitális biztonság fejlődéséhez is. A kutatás során olyan komponensek tervezése is lehetséges, amelyekkel a szilícium alapú chipek, az integrált áramköri elemek is kiválthatók lehetnek, így átvezetve az információtechnológiát félvezető megoldásokból a fény- és metaanyag-alapú rendszerekre.

A projektbe, amely csaknem 400 millió forint támogatást nyert el a Hu-rizont pályázaton, nemzetközi szakértők, magasan kvalifikált tudósok kutatócsoportjai is bekapcsolódnak a Harvardról, az ulmi egyetemről, a stockholmi Királyi Technológiai Intézetből, a görög Kutatási és Technológiai Alapítvány lézeres kutatóintézetéből, valamint a Georgia Southern University-ről az Egyesült Államokból – áll a közleményben.

Forrás: szegeder.hu