或许在若干年以后，解决问题的方式将会是非常简单直接的：我们的电脑、纳米天线以及其他类型的设备将会是基于光子来操作，而不是电子。如果这真的能实现的话，由一个国际研究团队开发的球形装置将成为这种新光子设备的基础元器件，该团队由来自俄罗斯、法国和西班牙的科学家组成。

传统电子计算机的潜能将要被消耗殆尽。在过去40多年中，由于但处理器的更新频率非常之快，使得摩尔定律已经饱和。如今，由于相同的原因，双核处理器电脑和四核处理器电脑也走到了极限。这意味着，单核电脑已经不能满足计算速度的要求；由于现代电脑的处理速度已经接近理论极限，因此电脑的速度也不能无限制的增加。而通过增加处理器数量的方式也不是解决之道，这条路也将很快走到尽头。这也就是为什么世界各地的研究团队都在努力开发超快光学系统，以期能取代电子计算机。

一方面，这种系统应该越小越好；另一方面，光学辐射有其自己的尺寸效应—波长。由于其规模过大，因此无法在现代电子设备中实现超密集排列。为了能和电子设备抗衡，光学系统需要在远小于波长的尺度上工作。这些问题在现代学科中属于亚波长光学领域。亚波长光学对于光和等离子体的相互作用非常依赖。当金属粒子的尺寸在10纳米左右时，自由电子的振动频率将会在光禁带宽内。如果这样的粒子被一种具有相同频率的电磁波照射时，共振将会发生。当进行共振时，粒子会从外部吸收电磁波的能量，并将其转化为电子气的振动。该过程中伴随着许多有趣的现象，在很多领域都有非常重要的应用。不幸的是，和等离子相关的最受期待的部分并没有被实现。当电流的频率和可见光的大小一样时，即便是最好的导体也具有非常大的电阻。因此，等离子的振动会慢慢进行衰减，从而使得这些效应没有办法进行应用。

这也就是为什么近来科学家们越来越多地关注具有高折射率的双电子材料。由于这些材料中的电子都和原子相连，因此在这些材料中没有自由电子。同时，电磁波会影响原子中的电子，并使得它们偏离平衡位置。因此，原子获得了感生电矩，该过程成为极化。极化率越高，材料的折射率越高。当用这种材料制成的球形装置和光相互作用时，最后的结果是这种双电子材料的阻尼作用越弱。

Michael Tribelsky教授的早期研究工作涉及这一方面。他曾经说过，“当我们采用量子物理的语言来谈论等离子激子时，我们可以说，一个光子转换成了一种等离子体振动。在80年代中期，我产生了这样的想法：因为量子力学中的所有过程都是可逆的，所以则从等离子到光子的过程也应该存在。因此我认为这里也存在着一种新型的光散射，而这种散射应该和瑞利散射很不一样。因为这个想法，一篇论文诞生了。然而，在1984年这片论文并不能引起科学家的注意，因为在那时纳米技术并不存在。对于该论文的第一次引用发生在2004年—差不多20年后有人发现了它的价值。现在，这种类型的散射称为反射散射。不幸的是，即便是在这种情况下，我们也不得不面对耗散的问题。为了能够观察到反常散射，找到阻尼作用很小的金属是非常重要的。

那么在这种情况下存在着这样的问题：如果我们采用双电子材料的弱若阻尼作用的优点，由这种材料制备的球形装置可否表现出我们想要观察的效应呢？为了回答这个问题，Tribelsky教授的实验室与法国和西班牙的科学家们一起展开了研究。科学家们用一个特殊陶瓷制成的球形装置进行实验，让其对入射的电磁波进行重定向。不仅如此，通过调控入射波的频率，我们就可以控制散射光的方向。

Tribelsky解释道，这种球形装置和极化振动有非常窄的共振线。每一条线都对应着一种振动模式，称为谐振。每一种谐振可通过散射强度和散射角进行确定。每一种谐振的叠加就是总的散射场。分波相互之间会影响。这些线的窄宽允许激发一些模式，控制相互干涉。而这反过来也有利于对入射光进行重定位。

然而，为什么当球形装置的直径是2厘米的时候，我们会说到纳米尺度呢？Tribelsky说，“由于我是一名理论物理学家，我能自由地讨论实验的美。我参与到了这项实验的设计工作，而这整个实验则是我的法国同行完成的。该实验工作的美表现在：在微波辐射的帮助下，当我们可以在厘米尺度上进行模拟的时候，所有的这些都会在纳米尺度上进行呈现。正如我们所知：如果我们有两个物体，相同的形状，不同的尺寸，相同的折射系数，它们将会以相同的方式散射电磁波。这也是该实验的想法。然而，从想法到实践是如此的漫长。而研究人员做到了，他们成功地从背景中分离出了信号，即便这种信号有时候只是背景的3000分之一。”

考虑到该实验结果的实际应用，我们可以说合成这种纳米球的方法非常简单便宜。该过程不需要任何有毒材料，不需要昂贵的材料，或者其他复杂的设备。除了光子计算机以外，这种纳米球还可以用于许多不同的领域，例如通讯系统，信息的记录，存储等，不同疾病的诊断和治疗等。

新材料在线编译整理——翻译：杨超     校正：摩天轮