Περιεχόμενα Άρθρου
Οι ερευνητές θα μπορούσαν μια μέρα να κάνουν τα τσιπ να λειτουργούν περισσότερο σαν τον ανθρώπινο εγκέφαλο.
Δημιούργησαν συνθήκες στη λεγόμενη «Άκρη του χάους» (Edge of chaos), ένα σημείο μετάβασης μεταξύ τάξης και αταξίας που επιτρέπει την ταχεία μετάδοση πληροφοριών, σε μια ηλεκτρονική συσκευή.
Επέτρεψε στους επιστήμονες να ενισχύσουν ένα σήμα που μεταδόθηκε μέσω ενός καλωδίου χωρίς τη χρήση ξεχωριστού ενισχυτή – ξεπερνώντας κάθε απώλεια σήματος λόγω ηλεκτρικής αντίστασης.
Μια τέτοια γραμμή μετάδοσης, η οποία μιμείται τη συμπεριφορά των υπεραγωγών, θα μπορούσε να κάνει τα μελλοντικά τσιπ υπολογιστών απλούστερα και πιο αποτελεσματικά, ανέφερε η ομάδα στις 11 Σεπτεμβρίου στο περιοδικό Nature.
Πώς «λειτουργεί» ένα τέτοιο σύστημα;
Σκεφτείτε έναν νευρώνα ή ένα νευρικό κύτταρο. Κάθε νευρώνας έχει έναν άξονα, ένα εξάρτημα που μοιάζει με καλώδιο που μεταδίδει ηλεκτρικά σήματα σε κοντινούς νευρώνες. Αυτά τα ηλεκτρικά σήματα βοηθούν τον εγκέφαλό σας να αντιληφθεί το περιβάλλον σας και να ελέγξει το σώμα σας.
Οι άξονες κυμαίνονται από 0,04 ίντσες (1 χιλιοστό) έως περισσότερα από 3 πόδια (1 μέτρο) σε μήκος. Η μετάδοση ενός ηλεκτρικού σήματος σε ένα καλώδιο του ίδιου μήκους οδηγεί σε απώλεια σήματος, που προκαλείται από την αντίσταση του καλωδίου.
Οι σχεδιαστές τσιπ υπολογιστών ξεπερνούν αυτό το πρόβλημα εισάγοντας ενισχυτές ανάμεσα σε μικρότερα καλώδια για να ενισχύσουν το σήμα.
Αλλά οι άξονες δε χρειάζονται ξεχωριστούς ενισχυτές – είναι αυτοενισχυόμενοι και μπορούν να μεταδώσουν ηλεκτρικά σήματα χωρίς μεγάλη απώλεια σήματος.
Μερικοί ερευνητές πιστεύουν ότι υπάρχουν στο «χείλος του χάους», γεγονός που τους επιτρέπει να ενισχύουν μικρές διακυμάνσεις στα ηλεκτρικά σήματα χωρίς να αφήνουν αυτά τα σήματα να αναπτύσσονται εκτός ελέγχου.
Πειραματική μέθοδος
Στη νέα μελέτη, οι επιστήμονες μιμήθηκαν αυτήν την αυτοενισχυόμενη συμπεριφορά σε ένα μη βιολογικό σύστημα. Πρώτα καθιέρωσαν συνθήκες ακμής χάους σε ένα υλικό που ονομάζεται κοβαλτίτης του λανθανίου (LaCoO3).
Όταν εφάρμοσαν το σωστό ρεύμα στο LaCoO 3, ενισχύθηκαν μικρές διακυμάνσεις στην προκύπτουσα τάση. Στη συνέχεια, η ομάδα δοκίμασε τις συνθήκες σε ένα σύρμα σε επαφή με ένα φύλλο LaCoO3.
Τοποθέτησαν δύο καλώδια 0,04 ιντσών (1 mm) πάνω από το LaCoO 3 και τα χρησιμοποίησαν για να εφαρμόσουν το ίδιο ρεύμα στο LaCoO 3 .
Αυτό το ρεύμα δημιούργησε τις συνθήκες του χάους. Στη συνέχεια εφάρμοσαν ένα σήμα ταλαντευόμενης τάσης στο ένα άκρο ενός από τα καλώδια και μέτρησαν το σήμα τάσης στο άλλο άκρο του καλωδίου. Οι ερευνητές είδαν μια μικρή ενίσχυση σε αυτές τις διακυμάνσεις της τάσης.
Η ενίσχυση ενός τέτοιου σήματος απαιτεί πρόσθετη ενέργεια. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι αυτή η ενέργεια προήλθε από την ίδια πηγή που χρησιμοποιήθηκε για τη διατήρηση της άκρης του χάους – το εφαρμοζόμενο ρεύμα. Στα περισσότερα ηλεκτρονικά εξαρτήματα, μέρος της ενέργειας από το εφαρμοζόμενο ρεύμα διαχέεται ως θερμότητα. Αλλά στην άκρη του χάους, ένα μέρος της ενέργειας ενίσχυσε το σήμα.
Η λειτουργία στην άκρη του χάους μοιάζει με υπεραγωγιμότητα, καθώς τα αποτελέσματα της αντίστασης είναι αμελητέα. Η νέα μέθοδος θα μπορούσε να επιτρέψει συμπεριφορά που μοιάζει με υπεραγωγό σε κανονικές θερμοκρασίες και πιέσεις, είπαν οι συγγραφείς, εάν η τεχνολογία χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία τσιπ στο μέλλον.
Μια τέτοια λύση, η οποία δυνητικά αποφεύγει χιλιάδες επαναλήπτες και buffer, θα φέρει βελτιώσεις.
VIA: FoxReport.gr
