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Los científicos ralentizan y controlan la luz mediante nanoantenas

Los científicos ralentizan y controlan la luz mediante nanoantenas

La velocidad a la que viaja la luz es crucial para un intercambio rápido de información. Sin embargo, si los científicos pudieran de alguna manera reducir la velocidad de las partículas de luz, tendrían una gran cantidad de nuevas aplicaciones tecnológicas que podrían utilizarse para la computación cuántica, LIDAR, realidad virtual, WiFi basado en la luz e incluso la detección de virus.

Ahora, en un artículo publicado enNanotecnología de la naturaleza, Los científicos de Stanford han demostrado un enfoque para ralentizar significativamente la luz y dirigirla a voluntad.

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Científicos del laboratorio de Jennifer Dionne, profesora asociada de ciencia e ingeniería de materiales en Stanford, desarrollaron estos resonadores de "factor de alta calidad" o "alta Q" estructurando chips de silicio ultrafinos en barras a nanoescala para atrapar la luz resonantemente y luego suéltelo o rediríjalo en otro momento.

"Básicamente, estamos tratando de atrapar la luz en una caja diminuta que aún permite que la luz entre y se vaya desde muchas direcciones diferentes", dijo Mark Lawrence, becario postdoctoral y autor principal del artículo, en un comunicado de prensa. "Es fácil atrapar la luz en una caja con muchos lados, pero no es tan fácil si los lados son transparentes, como es el caso de muchas aplicaciones basadas en Silicon".

Para superar este problema, el equipo de Stanford desarrolló una capa extremadamente delgada de silicio, que es muy eficiente para atrapar la luz y tiene baja absorción en el infrarrojo cercano, el espectro de luz que los investigadores se propusieron controlar. Este es ahora un componente central de su dispositivo.

El silicio descansa sobre una oblea de zafiro transparente, en la que los investigadores dirigen una "pluma" de microscopio electrónico para grabar su patrón de nanoantenas. Es crucial que el patrón se dibuje lo más suavemente posible, ya que las imperfecciones inhiben su capacidad para atrapar la luz.

"En última instancia, tuvimos que encontrar un diseño que ofreciera un buen rendimiento de captura de luz pero que estuviera dentro del ámbito de los métodos de fabricación existentes", dijo Lawrence.

Una aplicación para la que podría usarse el componente de Stanford es dividir fotones para sistemas de computación cuántica. Al hacerlo, crearía fotones entrelazados que permanecen conectados a un nivel cuántico incluso cuando están muy separados. Este tipo de experimento normalmente requeriría cristales grandes, caros y pulidos con precisión y es mucho menos accesible con las tecnologías actuales.

"Con nuestros resultados, estamos emocionados de ver la nueva ciencia que se puede lograr ahora, pero también estamos tratando de superar los límites de lo que es posible", explicó Lawrence.


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