Tendencias21
Crean 'estelas de luz' que se pueden controlar y guiar

Crean 'estelas de luz' que se pueden controlar y guiar

Investigadores de la Universidad de Harvard (EE.UU) han creado estelas de ondas similares a las de la luz moviéndose sobre una superficie metálica. Estas estelas, llamadas plasmones de superficie, además se pueden controlar y dirigir, han demostrado los investigadores. Las estelas se forman cuando el objeto que se mueve va más rápido que el medio en el que se producen las ondas, y aunque es muy difícil ir más rápido que la luz, no es imposible.

Crean 'estelas de luz' que se pueden controlar y guiar Cuando un pato nada en un estanque o un avión supersónico vuela por el cielo, dejan una estela a su paso. Las estelas ocurren cuando algo está viajando a través de un medio más rápido que las ondas que genera -olas de agua en el caso del pato, ondas de choque en el caso del avión, también conocidas como estampidos sónicos-.

Pueden existir ondas allá donde hay ondas, incluso si son de luz. Aunque nada viaja más rápido que la velocidad de la luz en el vacío, la luz no siempre está en el vacío. Es posible que algo se mueva más rápido que la velocidad de fase de la luz en un medio o material y genere una estela.

El más famoso ejemplo de esto es la radiación Cherenkov, que son estelas producidas a medida que las cargas eléctricas viajan a través de los líquidos más rápido que la velocidad de fase de la luz, emitiendo una estela de azul brillante.

Por primera vez, investigadores de la Universidad de Harvard (Cambridge, Massachusetts, EE.UU) han creado estelas de ondas similares a la luz moviéndose sobre una superficie metálica, llamadas plasmones de superficie, y han demostrado que se pueden controlar y dirigir.

El descubrimiento se publicó ayer en la revista Nature Nanotechnology. «La capacidad de controlar la luz es muy poderosa», dice Federico Capasso, profesor de física aplicada e investigador en ingeniería eléctrica, en la información de Harvard. «Nuestra comprensión de la óptica a macroescala ha llevado a los hologramas, Google Glass y los LEDs, por nombrar sólo unas pocas tecnologías. La nano-óptica es una parte importante del futuro de la nanotecnología y esta investigación fomenta nuestra capacidad de controlar y aprovechar el poder de la luz en la nanoescala».

La creación y el control de estelas de plasmones superficiales podrían conducir a nuevos tipos de acopladores plasmónicos y lentes que podrían crear hologramas bidimensionales o enfocar la luz en la nanoescala.

Funcionamiento

Los plasmones superficiales están confinados a la superficie de un metal. Con el fin de crear estelas a través de ellos, el equipo de Capasso diseñó una onda de carga más rápida que la luz corriendo a lo largo de un metamaterial unidimensional – como una motora a través de un lago.

El metamaterial, una nanoestructura de hendiduras rotadas grabadas en una película de oro, cambia la fase de los plasmones de superficie generados en cada ranura respecto a la otra, aumentando la velocidad de la onda.

La nanoestructura también actúa como timón de la embarcación, permitiendo que las estelas sean guiadas mediante el control de la velocidad de la onda.

El equipo descubrió que el ángulo de incidencia de la luz que brilla en el metamaterial proporciona una medida adicional de control y usando luz polarizada puede incluso invertir el sentido de la estela en relación con la onda -como una estela que viaja en la dirección opuesta de un barco. Controlar

«Ser capaces de controlar y manipular la luz a escalas mucho más pequeñas que la longitud de onda de la luz es muy difícil», dice Daniel Wintz, autor principal del artículo y estudiante de grado en el laboratorio de Capasso. «Es importante no sólo que observarámos estas estelas sino que encontrarámos múltiples formas de controlarlas y guiarlas.»

La observación en sí misma fue un reto, dado que los «plasmones superficiales no son visibles al ojo o las cámaras», dice el co-autor principal Antonio Ambrosio. «Con el fin de ver las estelas, se utilizó una técnica experimental que recoge los plasmones a través de fibra óptica y graba la imagen.»

Este trabajo podría representar un nuevo banco de pruebas para la física de estelas. «Esta investigación aborda un problema muy elegante e innovador en la física que conecta diferentes fenómenos físicos, desde las ondas de agua a los estampidos sónicos, y la radiación Cherenkov», dice Patrice Genevet, otro de los autores. Referencia bibliográfica:

Patrice Genevet, Daniel Wintz, Antonio Ambrosio, Alan She, Romain Blanchard & Federico Capasso: Controlled steering of Cherenkov surface plasmon wakes with a one-dimensional metamaterial://. Nature Nanotechnology, 2015 DOI: 10.1038/nnano.2015.137.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Una corriente oceánica fundamental para el equilibrio climático podría anticipar su colapso 13 febrero, 2024
    Los científicos han descubierto una señal de advertencia clave antes que una corriente crucial del Atlántico colapse y sumerja al hemisferio norte en un verdadero caos climático: la Circulación de Vuelco Meridional del Atlántico (AMOC) genera una liberación de calor que ayuda a mantener a Europa, y también en parte a América del Norte, más […]
    Pablo Javier Piacente
  • Toda la biblioteca privada de Darwin ya está disponible en Internet 13 febrero, 2024
    La biblioteca privada de Charles Darwin ha sido completamente reconstruida y está disponible en Internet por primera vez, coincidiendo con el 215 cumpleaños del naturalista. El catálogo, de 300 páginas, contiene 7.400 títulos con un total de 13.000 volúmenes entre libros, escritos y revistas, que están al alcance de todo el mundo sin salir de […]
    Redacción T21
  • El metro de Londres implanta IA para vigilar la red subterránea 13 febrero, 2024
    El metro de Londres ha probado herramientas de vigilancia con IA en tiempo real para detectar posibles situaciones de riesgo o de conflicto y permitir al personal intervenir rápidamente. Detecta comportamientos agresivos e identifica a las personas que se cuelan sin pagar.
    Redacción T21
  • La memoria universal promete revolucionar a la informática 12 febrero, 2024
    La memoria universal podría reemplazar tanto a la RAM como al almacenamiento interno en los ordenadores de uso masivo, brindando una alternativa más rápida y más eficiente a nivel energético. Un nuevo estudio muestra un posible enfoque revolucionario de la memoria universal: empleando un nuevo material denominado GST467, los investigadores apreciaron que la memoria mejora […]
    Pablo Javier Piacente
  • Los relámpagos volcánicos habrían encendido la llama de la vida en la Tierra primitiva 12 febrero, 2024
    Cuando la Tierra era joven y salvaje, los procesos en nuestro planeta transformaron una mezcla de ingredientes en lo necesario para impulsar la vida. Para esto es crucial el nitrógeno, un nutriente esencial para formar proteínas, aminoácidos y ácidos nucleicos. Los científicos han descubierto evidencias geológicas que indican que las descargas de rayos asociadas con […]
    Pablo Javier Piacente
  • La genética tiene mucho que decir sobre el asesinato de una madre adoptiva 12 febrero, 2024
    Según la genética, el comportamiento de los hijos adoptados está mayoritariamente influido por los padres biológicos, mientras que el parecido entre padres e hijos en una familia adoptiva es muy pequeño. Además, un hijo adoptado no tiene vínculos genéticos con su madre adoptiva y puede heredar ciertas maneras de pensar de sus padres biológicos, especialmente […]
    Eduardo Costas | Catedrático de la UCM y Académico de Farmacia
  • Europa logra un récord mundial de fusión nuclear 12 febrero, 2024
    En un importante logro científico, investigadores de la instalación Joint European Torus (JET) han establecido un récord energético mundial de 69 megajulios liberados en energía de fusión sostenida y controlada. Otro impulso para el futuro reactor europeo a gran escala ITER.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Un árbol fosilizado hace 350 millones de años sorprende a los científicos: parece alienígena 11 febrero, 2024
    Un fósil tridimensional de árboles más antiguos que los dinosaurios revela que los bosques de hace 350 millones de años eran extraños y alienígenas. Formaban parte de un bosquecillo que fue sepultado después de un terremoto.
    Redacción T21
  • El meteorito de Berlín resultó ser un raro objeto de origen ígneo 11 febrero, 2024
    El asteroide que se desintegró sobre Berlín a mediados de enero pertenece a un tipo raro de meteorito de origen ígneo. Se compone principalmente de silicatos de magnesio, enstatita y forsterita, además casi no contiene hierro y tiene una corteza vítrea translúcida.
    Redacción T21
  • Descubren un helecho tropical que transforma sus hojas muertas en nuevas raíces 9 febrero, 2024
    Para sobrevivir en el suelo anegado y bajo en nutrientes del bosque de Quebrada Chorro, en el oeste de Panamá, una especie de helecho tropical arborescente reutiliza sus hojas muertas, convirtiéndolas en nuevas raíces. Los científicos descubrieron que el helecho reconfigura estas “hojas zombis”, invirtiendo el flujo de agua para atraer nutrientes de regreso a […]
    Pablo Javier Piacente