L'essence de la technologie - où un objet prend un moment pour répondre à l'énergie placée sur lui - est un aliment de base des dessins animés tels que Roadrunner, où les personnages s'enfuient des falaises et passent un moment dans les airs avant de tomber.

Les scientifiques espèrent que leur découverte, détaillé dans une étude publiée par Photonique de la nature , conduira au développement de technologies plus intéressantes telles que les modulateurs de signaux pour les faisceaux térahertz (THz) – qui font partie du spectre électromagnétique entre la lumière visible/infrarouge et la radio/les micro-ondes.

Le silicium est largement utilisé pour envoyer des signaux micro-ondes pour les communications mobiles, mais il est très faible pour envoyer des signaux lumineux visibles. L'équipe a découvert que les impuretés standard qui sont saupoudrées dans des puces informatiques ordinaires pour fabriquer des transistors peuvent contrôler le flux de photons THz beaucoup plus efficacement que presque toute autre chose. Cela a le double avantage de permettre potentiellement une nouvelle méthode de communication puce à puce avec du silicium, actuellement possible uniquement avec des matériaux beaucoup plus chers, mais aussi pousser les communications mobiles à une fréquence beaucoup plus élevée et permettre la transmission de plus de données.

L'effet de modulation du signal fonctionne en utilisant deux photons ou plus, dont chacun pourrait individuellement traverser le silicium sans entrave, et ce n'est que lorsqu'ils arrivent ensemble qu'ils sont absorbés. Le premier photon agit comme un interrupteur – sa présence ou son absence détermine ce qui arrivera aux autres. Le hic, c'est que le deuxième photon doit être presque simultané avec le premier, ce qui signifie que l'intensité des faisceaux doit être vraiment élevée. Les chercheurs ont essayé d'utiliser des photons THz au lieu des photons infrarouges utilisés dans toutes les tentatives précédentes, et ont découvert qu'ils pouvaient commuter avec des milliers de fois moins d'intensité que jamais auparavant.

Le professeur Ben Murdin de l'Université de Surrey a déclaré :"C'est comme lorsque Wile E. Coyote poursuit le Roadrunner et s'éloigne du bord d'une falaise - il y a toujours un moment avant que la physique ne se réveille et se rende compte qu'il a trop d'énergie potentielle et il tombe. Pendant ce « temps du coyote » (comme l'appellent les joueurs), quelque chose d'autre peut parfois prendre effet comme une fusée, une pierre ou un saut. C'est exactement comment le principe d'incertitude de Heisenberg fonctionne ici :il y a un peu de « temps de coyote » après le premier photon frappe dans lequel la molécule ne sait pas quelle énergie elle est censée avoir, mais plus il essaie d'ignorer d'énergie, moins il y a de temps disponible pour le coyote.

"Nous avons constaté qu'avec le silicium léger térahertz le temps de coyote est beaucoup, beaucoup plus longtemps, ce qui signifie que ce type de commutateur de photons est bien plus efficace que tout ce que nous connaissons. Les résultats montrent que le silicium peut avoir une toute nouvelle vie, fournir de nouvelles façons de contrôler l'information avec la lumière plutôt que le courant électrique, ce qui signifie des ordinateurs beaucoup plus rapides et des communications à bande passante plus élevée."