劍橋大學的一群研究人員聲稱已經揭開了電磁主義的奧秘之一,這可以為天線設計鋪平道路,這些天線設計足夠小,可以將它們整合到電子芯片中。
新的納米天線被稱為半導體設計的最後邊界,並將為無線通信的巨大飛躍鋪平道路。在發表在《期刊》上的一項新研究中物理評論信,研究人員提出,除了電子加速度外,電子波還來自一種稱為對稱性的現象。
研究小組同樣說,這一發現可以幫助確定量子力學和經典電磁理論重疊的觀點。電子加速度是由輻射引起的,並在一個世紀前確定,目前尚無量子力學中的同等等效物,在量子力學中,假定電子從較高的能量狀態跳到較低的能量狀態。基於電場的斷裂對稱性的輻射觀察可能會在兩個磁場之間提供一些關聯。
天線的目的,無論其用途如何,例如在手機或通信塔中,都將能量發射到無線電或電磁波中的自由空間中,並從將供應到設備的自由空間中收集能量。現代電子產品中最大的挑戰之一是天線很大,並且與不斷變小的超小型電子電路不兼容。
在這項研究中,研究人員使用了壓電材料的薄膜,這是一種施加電壓後變形或振動的絕緣體。研究小組發現,這些材料既可以在一定頻率上成為有效的諧振器和散熱器,這意味著它們可以用作空中。研究人員發現,這可能歸因於與電子加速度相關的電場的對稱破壞。
一旦將非對稱激發應用於薄的壓電膜上,系統的對稱性會破裂,從而產生電磁輻射並導致電場的對稱破裂。
“如果您想使用這些材料傳輸能量,則必須打破對稱性並具有加速電子 - 這是電磁理論難題的缺失部分,”說劍橋工程部的研究研究員Gehan Amaratunga。 “這些結果將有助於理解電磁主義和量子力學如何跨越並加入。它為探索的可能性打開了。”
這一發現的應用可能會影響移動技術,並在物聯網中發揮關鍵作用。
照片:卡爾·達姆布蘭(Karl Dambran)Flickr