Stoeien met fotonen biedt kans op hogere opslagcapaciteit

Een oude natuurkundewet is omzeild door een tweetal teams wetenschappers die fotonen met elkaar verstrikt hebben om zo de eigenschappen van de fotonen te verbeteren, zo lezen we op New Scientist. De diffractiegrens, een wetmatigheid uit de klassieke natuurkunde, zegt dat lichtstralen geen data kunnen lezen of schrijven als de datadeeltjes kleiner zijn dan de helft van de golflengte van het licht. Hierdoor wordt bijvoorbeeld de dichtheid van de data op een cd-schijfje beperkt, omdat de datadeeltjes niet oneindig dicht op elkaar gezet kunnen worden. Morgan Mitchell en zijn team van de University of Toronto hebben drie fotonen samengevoegd; het team van Philip Walther van de universiteit van Wenen is erin geslaagd vier fotonen te laten samenwerken.

Al eerder waren er mensen in geslaagd om een tweetal fotonen in elkaar te verstrikken, maar meer dan twee deeltjes laten samenkomen was tot nu toe nog niemand gelukt. Door het koppelen van fotonen delen de lichtdeeltjes een quantumtoestand, waardoor ze zich gedragen als een enkel foton met een kortere golflengte en meer energie. Om de deeltjes samen te voegen maakte het team uit Toronto gebruik van twee lasers en een gedeeltelijk reflecterende glazen plaat. Vanaf de ene kant schoot een laser één paar verstrikte fotonen op de glasplaat, vanaf de andere kant werd één enkele foton naar de plaat gestuurd. Nadat zij het glas waren gepasseerd raakten de fotonen in elkaar verstrikt, waardoor er dus een drievoudig gekoppeld foton ontstond.

cd-r's De deeltjes gaan alleen in elkaar op wanneer zij na aanraking van de glasplaat op dezelfde weg eindigen. Het team uit Wenen heeft een viervoudig verstrikt foton gemaakt door uit beide lasers een verstrikt fotonenpaar weg te sturen. Jeff Lundeen van het Toronto-team noemt de lasers in cd-spelers als mogelijke praktische toepassing van de fotonentechniek. Doordat de putjes in de cd met behulp van een verstrikt fotonentrio drie keer korter kunnen worden gemaakt en drie keer dichter op elkaar kunnen worden gezet, kan een cd dan negen keer meer informatie bevatten.

IT-banen

Reacties (24)

Moby 13 mei 2004 13:10

" Doordat de putjes in de cd met behulp van een verstrikt fotonentrio drie keer korter kunnen worden gemaakt en drie keer dichter op elkaar kunnen worden gezet, kan een cd dan negen keer meer informatie bevatten. "

Betekent dit ouderwetse cd's of ook dvd's en Blu ray schijfjes. Als dat zo is wordt de opslagcapacitiet van een gegevensdrager in CD format wel lekker hoog...

tazitiz @Moby • 13 mei 2004 13:14

tja, aangezien de huidige cdr's zijn "voorgeput" - er staat al een track op, en aangezien binnen de huidige cd en dvd standaard er nu gebruik wordt gemaakt door enkelvoudige fotonen, zowel bij schrijvers als lezers zal het niet de cd en de dvd standaard zijn die van deze techniek gebruik gaat maken.

maar misschien de opvolger van de blue ray - rainbow ray ;-)

Countess @tazitiz • 13 mei 2004 13:20

rainbow zou staan voor gebruik van meerdere licht frequenties... dat is geen goed idee waarschijnlijk.
dan moet je verschillende grote puntjes door elkaar gebruiken...

ultra-ray kan wel, gebruik van ultraviolet licht ipv blauw

Verwijderd @tazitiz • 13 mei 2004 13:28

De cdr's zijn niet voorgeput!

De track is er alleen om de laser te geleiden. Dat staat los van de afstand tussen en lengte van de putjes.

Countess @Moby • 13 mei 2004 13:13

alle kunnen hiervan gebruik maken
het verschil tussen cd dvd en blu-ray is de gebruikte licht kleur (en daarmeer golf lengte)
natuurlijk kan je op deze manier gemaakte cd's niet in een cd-speler stoppen dat gaat niet werken.

maar doormiddle van deze techniek kun je 9 keer meer data kwijt met gebruik van de zelfde golflengte licht.
dus 9 x 25GB per laag(blu-ray) 2x (dual lay) = 450GB op 1 disk.
en dan kunnen we nog de blauwe lazer vervangen door ultra violet waardoor we dat nog kunnen verdubbelen geloof ik.

jsiegmund @Countess • 13 mei 2004 14:43

natuurlijk kan je op deze manier gemaakte cd's niet in een cd-speler stoppen dat gaat niet werken

Dat zou ik niet te snel zeggen, wanneer je zeker weet dat alleen de frequentie van de putjes met een factor 9 groter wordt zou je met bijvoorbeeld een firmware upgrade de lezer ook 9x zo snel laten lezen. Dat is softwarematig niet zo moeilijk wanneer je hardware het aankan. Ok, huidige CD spelers in hifi / auto apparatuur lezen ze dan niet, maar cd-rom spelers en dergelijke kunnen dan misschien best aangepast worden.

MaVl @jsiegmund • 13 mei 2004 15:32

Ik denk niet dat het mogelijk is dat de laser opeens andere fotonen gaat sturen door een nieuwe firmware.
Er staat duidelijk dat de fotonen door een bepaalde techniek aan elkaar gekoppeld worden, en aangezien een firmware upgrade geen nieuwe fysieke techniek in een speler brengt zal je gewoon een nieuwe speler nodig hebben.

TtL8e7ay @jsiegmund • 14 mei 2004 13:07

precies. De drive moet in staat zijn deze ingelofelijk ingewikkelde techniek om fotonen te bundelen te reproduceren. Bedenk goed dat dat bundelen nodig is om de diffractie te voorkomen. Een klassieke laser is juist wel onderhevig aan die diffractie en zal dus geen putjes "zien"

En zoals ik al zei is deze techniek nog erg frontline science, en de implementatie zal nog minstens tien jaar op zich laten wachten. Kijk maar naar BlueRay. Dat kan nu al, maar je kunt het nog niet kopen... De fotonenbundeling kan nog niet geimplementeerd worden dus reken zelf dan maar uit hoe oud jij bent als dit "common good" wordt.

Tegen de tijd dat de twinphoton serie van plextor uit komt is jouw huidige 24 speed cd-rom drive al een zachte ouderdomsdood gestorven.

//edit: verduidelijking

monkel 13 mei 2004 13:28

Voor zover ik kan lezen is die wet dus nog niet doorbroken, maar omzeild. Je kan met een enkel foton nog steeds geen data lezen van een deeltje dat kleiner dan de helft van de golflengte van het foton is.

Verwijderd @monkel • 13 mei 2004 14:01

Dat klopt idd. Wat gebeurd is is dat de golflengte verkort is van een lezend deeltje dat zich gewoon aan dezelfde natuurkundewetten moet houden en geen data kan lezen van deeltjes kleiner dan de helft van zijn golflengte... ...anders kan hij er voorbij schieten...

De wet is eigenlijk dus niet eens omzeild, hij is voor het schrijven van het artikel alleen even verkeerd toegepast

edit: De golflengte van de verstrikte lichtstralen praat ik dan over heh

Countess @Verwijderd • 13 mei 2004 14:34

de golflengte van het licht is helemaal niet veranderd.

maar als een data spore meer als de helf kleiner is als de frequentie dan zal het licht er geregels naast vallen en het dus niet "lezen"
door er 3 of 4 aan elkaar te plakken heb je 3 of 4 fotonen die smallen op de zelfde manier trillen, en mits goed gemikt komt er dus altijd 1 wel op de lees plek terecht zonder de frequentie van het light te hebben veranders.

Major 7 @Countess • 13 mei 2004 21:16

en mits goed gemikt komt er dus altijd 1 wel op de lees plek terecht

Zo werkt het dus niet.

Een photon is een soort deeltje dat niet uitsluit dat een ander deeltje zich in dezelfde quantumtoestant bevind. (Dit in tegenstelling tot vele andere deeltjes, zoals electronen b.v.)
Waneer er dus meerdere photonen zich in dezelfde quantumtoestant bevinden gaan ze zich gedragen als een geheel. Het geheel heeft dan een andere energie en golflengte dan een oorspronkelijk photon.
En omdat de golflengte van het geheel kleiner is, kunnen er kleinere dingen mee gelezen worden.

Commander Koen @monkel • 13 mei 2004 13:56

De diffractiegrens, een wetmatigheid uit de klassieke natuurkunde, zegt dat lichtstralen geen data kunnen lezen of schrijven als de datadeeltjes kleiner zijn dan de helft van de golflengte van het licht.

Als de wet zo gedefinieerd is als hier staat is de wet wel doorbroken. Er is dan wel twee nieuwe wetten ontdekt en dat zijn die jij net noemt: "een enkel foton kan geen data lezen van een deeltje dat kleiner is dan de helft van de golflengte van dat foton" en dat het wel kan met verstrikte fotonen.

RetepV 13 mei 2004 14:41

Kortere golflengte = meer energie

Dus ze hebben feitelijk een turbo voor een fotonenmotor ontdekt

. Misschien dat de fotonenmotor dan wel eens echt ingezet gaat worden. Mars in een paar dagen in plaats van 3 maanden!

Verwijderd 13 mei 2004 13:13

Dan worden cd's ook weer een stuk duurder.. kleinere putjes --> beter coating nodig anders kun je ze na een vingerafdruk al niet meer lezen.

Countess @Verwijderd • 13 mei 2004 13:15

maar per GB dus weer goedkoper.
je zult er dus minder nodig hebben en dus goedkoper uit zijn.

Duingras

13 mei 2004 14:12

Nu alleen nog "even" een laser maken die 1) klein genoeg is voor toepassing in consumenten electronica en die 2) betrouwbaar grote hoeveelheden verstrikte fotonen maakt...
Succes!