Compartir
Publicidad

Fenómeno que podría conducir a nuevos tipos de láseres y sensores

Fenómeno que podría conducir a nuevos tipos de láseres y sensores
13 Comentarios
Publicidad
Publicidad

Existen varias formas de "atrapar" un rayo de luz (como con espejos u otras superficies reflectantes, con materiales de alta tecnología como los cristales fotónicos, etc), pero ahora investigadores del MIT (Massachusetts Institute of Technology) han descubierto un nuevo método para manejar la luz que podría encontrar una amplia variedad de aplicaciones.

El nuevo sistema, ideado por un modelo informático y demostrado experimentalmente, enfrenta ondas de luz. Se establecen dos ondas con la misma longitud de onda, pero con fases exactamente opuestas, donde una onda tiene una cresta, la otra tiene un valle, de manera que se anulan entre sí. Mientras tanto, la luz de otras longitudes de onda puede atravesar libremente.

Según los investigadores, este fenómeno podría aplicarse a cualquier tipo de ondas: ondas sonoras, ondas de radio, electrones (cuyo comportamiento puede ser descrito por las ecuaciones de onda), e incluso las ondas del agua.

El descubrimiento se publicó esta semana en la revista Nature por los profesores de Física Marin Soljačić y John Joannopoulos.

Para muchos dispositivos ópticos que deseé construir, incluyendo láseres, células solares y fibra óptica, necesitará una manera de limitar la luz

Dice Soljačić

Esto se ha logrado gracias a la utilización de diversos tipos de espejos, incluyendo espejos tradicionales y dieléctricos más avanzados, así como cristales fotónicos y dispositivos que se basan en un fenómeno llamado localización de Anderson. En todos estos casos, el paso de la luz se bloquea.

En la terminología de la Física, no hay estados permitidos para que la luz continúe su camino, por lo que se ve obligada a una reflexión. En el nuevo sistema, sin embargo, no es el caso. En su lugar, la luz de una longitud de onda particular, es bloqueada por interferencia destructiva de otras ondas que están completamente fuera de fase.

Es una forma muy diferente de confinar la luz

Dice Soljačić.

Si bien las aplicaciones prácticas son la última preocupación de los investigadores, en este momento se centran en el descubrimiento de un nuevo e inesperado fenómeno.

Los nuevos fenómenos físicos a menudo permiten nuevas aplicaciones, éstas podrían ser láseres, sensores químicos o biológicos de gran superficie

Comenta Soljačić.

Los investigadores vieron por primera vez la posibilidad de este fenómeno a través de simulaciones numéricas, que más tarde verificaron experimentalmente.

En términos matemáticos, el nuevo fenómeno (donde una frecuencia de luz queda atrapada, mientras que otras cercanas no) es un ejemplo de un "valor propio incrustado". Esto ya había sido descrito como un posibilidad teórica por el matemático John von Neumann en 1929. Desde entonces, muchos físicos andaban interesados en este efecto pero ninguno había visto antes este fenómeno en práctica, salvo en casos especiales de simetría.

Este trabajo es muy significativo porque representa una nueva especie de espejo que, en principio, tiene una reflectividad perfecta

Dice A. Douglas Stone, profesor de Física en la Universidad de Yale, que no participó en esta investigación.

El hallazgo, dice, es sorprendente, ya que se creía que las superficies de cristal fotónico obedecían las leyes usuales de refracción y reflexión, pero en este caso no lo hacen.

Stone concluye que:

Esto es en realidad una realización de la famosa frase "bound state in the continuum"(estado ligado en el continuo) propuesto por von Neumann y Wigner en los albores de la teoría cuántica, pero en una forma práctica y realizable. El potencial de las aplicaciones que los autores mencionan es muy intrigante y emocionante si logran sacarlo

Vía | MIT

Temas
Publicidad
Comentarios cerrados
Publicidad
Publicidad
Inicio
Inicio

Ver más artículos