Los científicos han logrado la hazaña imposible de detener la luz, en un avance que podría allanar el camino para nuevos láseres y fuentes de luz cuántica.
El truco se logró en un tipo especial de material conocido como “cristal fotónico”, que tiene una estructura que afecta la forma en que las ondas electromagnéticas pasan a través de él.
Y al distorsionar el cristal de la manera correcta, incluso en una pequeña cantidad, dijo el equipo holandés, los fotones individuales de luz que componen la onda electromagnética pueden ralentizarse e incluso detenerse.
Este fenómeno, explicaron, funciona de la misma manera que los imanes pueden interferir con el flujo de electrones en un material conductor de electricidad.
El equipo neerlandés no es el único que ha logrado este fenómeno recientemente. Un equipo de la Universidad Estatal de Pensilvania también ha publicado recientemente un estudio sobre el mismo efecto.
“Este principio ofrece un nuevo enfoque para ralentizar los campos de luz y, por lo tanto, mejorar su fuerza”, dijo el autor principal Ewold Verhagen, físico del instituto de investigación AMOLF, en un comunicado.
Y añadió: “Realizar esto en un chip es particularmente importante para muchas aplicaciones.
“Si podemos confinar la luz a nanoescala y detenerla de esta manera, su fuerza aumentará enormemente. Y no sólo en un lugar, sino en toda la superficie del cristal.
“Esta concentración de luz es muy importante en los dispositivos nanofotónicos, por ejemplo, para el desarrollo de láseres eficientes o fuentes de luz cuántica”.
Los cristales fotónicos generalmente consisten en un patrón regular y bidimensional de agujeros hechos en una capa de silicio, explicó el primer autor del artículo, René Barczyk, en un comunicado.
Normalmente, la luz es capaz de moverse libremente dentro de tales cristales, de manera similar a cómo los electrones pueden moverse en el grafeno, agregó.
Cuando se aplica un campo magnético a un material conductor de electricidad, los electrones solo pueden existir si tienen energías muy específicas. Estas energías se conocen como “niveles de Landau”.
El equipo descubrió que cuando distorsionaban los cristales fotónicos de la manera correcta, rompiendo el patrón regular, los fotones se “bloqueaban” en su lugar.
“Así es como creamos niveles de Landau para fotones”, dijo Barczyk, explicando que, al explorar diferentes patrones de deformación, el equipo incluso pudo crear diferentes tipos de “campo magnético efectivo” para un solo material.
“Como resultado, los fotones pueden moverse a través de ciertas partes del material, pero no en otras. Por lo tanto, estos conocimientos también proporcionan nuevas formas de dirigir la luz en un chip”, concluyó.