Gli scienziati hanno già dimostrato che la luce può essere rallentata in determinati scenari, e un nuovo studio mostra un modo per farlo che promette di essere uno degli approcci più utili finora.
I ricercatori dietro la svolta, dell’Università di Guangxi e dell’Accademia cinese delle scienze in Cina, affermano che il loro metodo potrebbe apportare vantaggi all’informatica e alle comunicazioni ottiche.
La luce si muove attraverso il vuoto dello spazio ad una velocità ed una sola velocità: 299.792 chilometri (circa 186.000 miglia) al secondo. Tuttavia, se si lanciano sul suo percorso una serie di campi elettromagnetici, come quelli che circondano la materia ordinaria, quella velocità straordinaria inizia a rallentare.
La maggior parte dei materiali trasparenti rallentano leggermente la luce. Sono i cambiamenti di velocità che fanno piegare la luce mentre viaggia da un mezzo all'altro. Ma mettere un freno richiede materiali speciali come cristalli fotonici o persino gas quantistici ultrafreddi.
“Prevediamo che il nostro lavoro fornisca una direzione completamente nuova per ottenere interazioni luce-materia ultraforti nei nanochip fotonici”. Lui scrive I ricercatori nel loro articolo pubblicato.
Il nuovo metodo si basa su ciò che è noto come Trasparenza indotta elettromagneticamente (EIT), che utilizza un ingegnoso trucco laser per manipolare gli elettroni all'interno di un gas immagazzinato nel vuoto, trasformandolo essenzialmente da opaco a trasparente.
Ciò significa che la luce laser può attraversarlo, ma a causa del modo in cui viene manipolata, viene anche rallentata. Ciò lo rende molto interessante per i fisici, ma questo approccio significa anche perdere molta luce ed energia lungo il percorso.
Per ridurre questa perdita e migliorare l’efficienza dell’intero sistema, i ricercatori hanno preso alcuni dei principi dell’EIT nel controllo della luce e hanno progettato Nuovo materiale Per rallentare la luce. Il materiale è un tipo di metasuperficie, una struttura artificiale bidimensionale che ha proprietà senza precedenti in natura.
Le sovrastrutture progettate dal team erano costituite da strati molto sottili di… Silicone – come i chip informatici di oggi – si sono rivelati molto migliori delle opzioni esistenti nel modo in cui trattengono e rilasciano energia (in questo caso, dalla luce).
Secondo i risultati ottenuti dai ricercatori, con questo sistema la luce può essere rallentata più di 10.000 volte. Allo stesso tempo, la perdita di luce è ridotta di oltre cinque volte rispetto ad altri dispositivi Metodi comparabili.
La chiave del nuovo approccio è il modo in cui sono posizionati gli elementi costitutivi più piccoli della supersuperficie, noti come metaatomi. In questo caso, sono abbastanza vicini da fondersi insieme, il che a sua volta influenza il modo in cui la luce viene trattata mentre passa.
Il risultato finale è che tutta questa scienza complessa serve a controllare meglio il modo in cui viaggia la luce. Poiché la luce gioca un ruolo chiave in tutto, dall’Internet a banda larga all’informatica quantistica, ci sono molte potenziali applicazioni.
Non è l'unico modo scoperto dagli scienziati Rallenta ulteriormente la lucelontano dall'isteresi naturale che si verifica in materiali come l'acqua, ma la sua efficienza e scalabilità lo rendono un'opzione promettente per ulteriori studi.
“Con questi risultati, il nostro studio apre un nuovo modo di progettare il flusso luminoso nelle metasuperfici”. Lui scrive Ricercatori.
La ricerca è stata pubblicata in Nano messaggi.
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