Új lehetőségek az információs technológiában és a gyógyításban

- Ez a maximum, amit egy témánál el lehet érni. Ez azt is jelenti, hogy Magyarországot már nem csupán én képviselem, hanem kollégáim közül is valaki ott lesz" - mondta az Akadémia alelnöke. S, hogy miért olyan izgalmasak a felületi plazmonok? Kroó Norbert magyarázata szerint van néhány olyan tulajdonságuk, amely megkülönböztetett alkalmazást tesz lehetővé.

- Fény segítségével, egy kis ügyeskedéssel a fém felületén lévő úgynevezett vezetési elektronokat hullámszerű mozgásra kényszeríthetjük, melyben sűrűsödések és ritkulások váltják egymást. Ezek hullámhossza pedig rövidebb a gerjesztő fény hullámhosszánál. Megszoktuk, hogy a fény hullámhossza határt szab az optikai rendszerek felbontóképességének. Ugyanis ha két pont közelebb van, mint a hullámhossz fele, az egy pontnak látszik. Ez a felbontóképesség határa (a difrakciós limit), ami az optikai rendszerek egyik átka. Ez a határ az új típusú fényre nem igaz, amelyben tetszőlegesen közeli pontokat is fel lehet oldani.

Kroó Norbert kifejtette: ez az egyik feltétel, amiért érdemes olyan chipekben gondolkodni, amelyek az új típusú fénnyel működnek. Eddig az optikai chipek azért nem terjedtek el, mivel „nagyon nagyok”, az elemeknek nagyobbaknak kell lenniük, mint a fény hullámhossza. „Ha például a látható fényt használjuk, akkor fél mikronnál kisebb felbontást nem lehet elérni. Ennek viszont semmi értelme sincs, hiszen az elektronikus chipek már egytized mikron alatt vannak felbontásban, elemsűrűségben.” A tudós ismertetése szerint az új típusú fénynek van még egy érdekes tulajdonsága, mégpedig az, hogy tiltott sávot lehet benne létrehozni.

„Az elektronikus tranzisztorok működésének az az alapja, hogy a félvezetőkben van olyan tiltott sáv, amelyben elektron nem mozoghat. Ilyen tiltott sávot létre lehet hozni a felületi plazmonoknál is. Ez a másik feltétele az optikai tranzisztor létrehozásának, amelyeket össze is lehet kötni. Mint kifejtette, speciális lencsével össze lehet gyűjteni a viszonylag nagy területen képződő felületi plazmonokat, akár egy nanométerre (a méter ezermilliomod részére) fókuszálva az új típusú fényt.

„Ezen tulajdonságok miatt izgalmas ezekkel a plazmonokkal foglalkozni. A texasi konferencián egy tucatnyi olyan előadás hangzott el, amelyeknek valamilyen köze van a felületi plazmonokhoz. Segítségükkel tetszőleges információs és kommunikációs technológiai feladatokat ellátó optikai chipet lehet összerakni, amelyek 10-20 éven belül elektronikus megfelelőik versenytársai lehetnek. 1 nanométeres, azaz száz atomnyi egységek képeznék az integrált áramkörök elemeit. A fény ötször gyorsabban terjed mint az áram, ez egy gyorsabb chip lenne, s nagyobb lenne a memória kapacitása is. A felületi plazmonok így egy kvantumszámítógép alapelemei lehetnek" - mondta Kroó Norbert.

Ismertetése szerint Tajvanon már foglalkoznak azzal, hogy a felületi plazmonokkal működő fejjel olvassák le a winchester információit. „A plazmonok másik alkalmazási területe a gyógyászat lehet. Texasban magyar származású kutató, Naomi Halas irányításával egy olyan technológiát fejlesztettek ki, amellyel körülbelül 100 nanométernyi szigetelőgömböket tudnak előállítani. Ezeket vékony aranyréteggel borítják be, majd bejuttatják rákos szövetekbe, s megvilágítják. A megvilágító fény ezeken az aranybevonatú gömböcskéken lokalizált felületi plazmonokat hoz létre. Ezek óriási elektromos tereket képviselnek, s így szétroncsolják a rákos sejteket” - magyarázta Kroó Norbert. Az új rákterápiát nemcsak külsőleg, a bőrön lehet alkalmazni, hanem üvegszálon a fényt be lehet vinni a testbe és ott is el lehet roncsolni a daganatos szöveteket.

„Beinjektálják a gömböcskéket oda, ahová kell, majd üvegszálon beviszik a fényt és roncsolják a daganatos szöveteket. Az amerikai Élelmiszer-  és Gyógyszer-engedélyezési Hivatal (FDA) most adott engedélyt arra, hogy az eljárást embereken is kipróbálják” - hangsúlyozta Kroó Norbert.