Les limitations de vitesse ne s'appliquent pas seulement à la circulation. Il y a aussi des limitations sur le contrôle de la lumière, dans les commutateurs optiques pour le trafic Internet, par exemple. Les physiciens de l'Université de technologie Chalmers comprennent maintenant pourquoi il n'est pas possible d'augmenter la vitesse au-delà d'une certaine limite et connaissent les circonstances dans lesquelles il est préférable d'opter pour un itinéraire différent.

La lumière et les autres ondes électromagnétiques jouent un rôle crucial dans presque tous les appareils électroniques modernes, par exemple dans nos téléphones portables. Ces dernières années, les chercheurs ont développé des matériaux artificiels spécialisés, appelés métamatériaux optomécaniques, qui surmontent les limitations inhérentes aux matériaux naturels, afin de contrôler les propriétés de la lumière avec une grande précision.

Par exemple, ce qu'on appelle des commutateurs optiques sont utilisés pour changer la couleur ou l'intensité de la lumière. Dans le trafic Internet, ces commutateurs peuvent être activés et désactivés jusqu'à 100 milliards de fois en une seule seconde. Mais au-delà, la vitesse ne peut plus être augmentée. Ces matériaux spéciaux uniques sont également soumis à cette limite.

"Les chercheurs avaient de grands espoirs d'atteindre des vitesses de plus en plus élevées dans les commutateurs optiques en développant davantage les métamatériaux optomécaniques. Nous savons maintenant pourquoi ces matériaux n'ont pas réussi à surpasser la technologie existante dans le trafic Internet et les réseaux de communication mobile, " dit Sophie Viaene, chercheur en nanophotonique au Département de physique de Chalmers.

Pour savoir pourquoi il y a des limitations de vitesse et ce qu'elles signifient, Viaene est sortie du domaine de l'optique et a analysé le phénomène à l'aide de ce que l'on appelle la dynamique non linéaire dans sa thèse de doctorat. La conclusion à laquelle elle est parvenue est qu'il faut choisir un itinéraire différent pour contourner les limitations de vitesse :au lieu de contrôler une surface entière à la fois, l'interaction avec la lumière peut être contrôlée plus efficacement en manipulant une particule à la fois. Une autre façon de résoudre le problème est de permettre au matériau de spécialité de rester en mouvement constant à une vitesse constante et de mesurer les variations de ce mouvement.

Mais Viaene et son superviseur, Professeur agrégé Philippe Tassin, dire que la limitation de vitesse ne pose pas de problème pour toutes les applications. Il n'est pas nécessaire de modifier les propriétés de la lumière à des vitesses aussi élevées pour les écrans et divers types d'affichage. Il y a donc un grand potentiel pour l'utilisation de ces matériaux spécialisés ici, car ils sont minces et peuvent être flexibles.

Leurs résultats ont déterminé la direction que les chercheurs devraient prendre dans ce domaine de recherche, et l'article scientifique a été récemment publié dans la revue réputée Lettres d'examen physique . La voie est désormais ouverte aux montres toujours plus intelligentes, écrans et lunettes du futur.

"La limitation de vitesse de commutation n'est pas un problème dans les applications où l'on voit la lumière, parce que nos yeux ne réagissent pas si rapidement. Nous voyons un grand potentiel pour les métamatériaux optomécaniques dans le développement de minces, gadgets flexibles pour la technologie de visualisation interactive, " dit Tassin, professeur agrégé au Département de physique de Chalmers.