De Eosprijs bekroont jaarlijks een studentenpaper over exacte wetenschappen. Een van de vijf genomineerden dit jaar is Sophie Viaene, inmiddels doctoraatsstudente aan de VUB. Haar studieonderwerp: licht.
In haar scriptie Snelle racecircuits voor licht in computerchips beschrijft Viaene een nieuwe techniek om licht via kleine hoeveelheden materiaal efficiënt te manipuleren en naar zijn doel te leiden. Viaene: “Licht heeft veel potentieel om technologische toepassingen vooruit te helpen. Een lichtsignaal kan veel informatie tegelijk vervoeren, waardoor communicatie zeer efficiënt verloopt. Het is echter moeilijk om licht met weinig materiaal direct op zijn doel af te sturen.”
Voor technologie geldt: hoe compacter, hoe beter. Dat heeft echter ook consequenties. Zo is het beschikbare materiaal om licht nauwkeurig te beïnvloeden beperkt. Wetenschappers hebben daar de laatste jaren een alternatief voor gevonden, namelijk metamaterialen, die erg efficiënt zijn om een lichtstraal om te buigen.
Viaene gebruikte die metamaterialen voor haar nieuwe techniek: “We zijn begonnen met een grondige theoretische herziening van een bestaand framework om zo de eigenschappen van metamaterialen te voorspellen. Dat was noodzakelijk om een speciaal soort licht consistent te kunnen manipuleren, namelijk licht dat zich langs dunne materiaallaagjes voortplant zoals dat van computerchips. Daarna hebben we via computersimulaties onderzocht of we op die manier de juiste eigenschappen van het metamateriaal kunnen voorspellen.”
Dat bleek inderdaad het geval. Viaenes techniek kan zo de bewegingen van het licht buigen of splitsen. Bedoeling is nu om de lichtstralen zo te beïnvloeden dat ze langs circuits kunnen worden gestuurd. In vaktaal heet dat dan optical circuitry. Viaene: “Zo wordt het bijvoorbeeld bruikbaar voor computerchips, maar ook voor toepassingen in andere velden, zoals het detecteren van schadelijke stoffen. Om die stoffen te kunnen meten, moeten lichtstralen immers naar de juiste plaats worden gestuurd.”
Voorlopig zit Viaenes techniek nog in een vroege academische fase. De verdere ontwikkeling komt zeker aan bod in haar doctoraatsstudie. Viaene ziet potentieel: “De wetten van Einstein kunnen rechtstreeks worden toegepast om materialen te ontwerpen die licht manipuleren. Mij interesseert het om de techniek op zoveel mogelijk velden binnen de fysica toe te passen, zoals warmtegeleiding, het manipuleren van watergolven en zelfs de kwantumfysica.”
Stemmen op een van de vijf genomineerden voor de Eos-scriptieprijs kan nog tot 8 december. Op 18 december wordt de winnaar bekendgemaakt.
0 Comment