23/08/2005
El descubrimiento representa un avance para el campo de la fotónica
El experimento detallado en el número 18 del mes de agosto de la revista Nature, los investigadores construyeron un modelo tridimensional de un 'cuasicristal' hecho de varas de polímero para probar si tales estructuras son útiles para controlar el camino de luz.
Un 'cuasicristal' es una forma extraña de sólido formado de dos componentes básicos, o grupos de átomos, esto se repite con regularidad en todas partes de la estructura con dos espacios diferentes. Los cristales ordinarios son hechos de un componente básico solo que se repite con todos los espacios iguales.
Los cristales habían sido considerados la mejor estructura para hacer uniones en el recorrido fotónico. Pero los investigadores demostraron por primera vez que las estructuras de un 'cuasicristal' son mejores para atrapar y desviar la luz porque su estructura es más esférica. Su modelo, que tenía la misma simetría que una pelota de fútbol, mostró que el diseño 'cuasicristal' podría bloquear la luz para no escaparse.
El descubrimiento representa un avance para el campo de la fotónica -en que la luz sustituye la electricidad como un medio para transmitir y tratar la información- y podría conducir al desarrollo de telecomunicaciones más rápidas y dispositivos para calcular.
"La búsqueda para una estructura que bloquea el paso de luz en todas las direcciones ha fascinado a físicos e ingenieros durante las dos décadas pasadas," dijo el físico de la Universidad de Princeton, Paul Steinhardt, coautor del artículo de Nature, quien inventó el concepto de 'cuasicristales' junto con el estudiante Dov Levine en la Universidad de Pensylvania en 1984.
"La luz controlada puede ser dirigida, cambiada y tratada como electrones en un recorrido electrónico, y tales dispositivos fotónicos tienen muchas aplicaciones en la investigación y en comunicaciones," afirmó Steinhardt.
Paul Chaikin, antiguo profesor de Princeton ahora para el Centro para la Investigación de Materia Suave en la Universidad de Nueva York, dijo, "Por último, el sistema fotónico es un mejor método para canalizar la información que la electrónica - esto consume menos energía y es más rápido."
Para conducir su experimento, los investigadores construyeron el primer modelo del mundo de un 'cuasicristal' fotónico tridimensional, que era un poco más grande que una pelota de béisbol hecho de cuatro mil varas de polímero de un centímetro. Ellos observaron como las microondas fueron bloqueadas en ciertos ángulos a fin de calibrar la estructura que controlaría la luz que pasa por ahí.
"El modelo en el cual los fotones son bloqueados o no bloqueados nunca realmente había sido calculado," dijo Steinhardt. "En el laboratorio, éramos capaces de construir un dispositivo que con eficacia pareció haciendo una simulación de computadora para ver los modelos de transmisión."
Chaikin añadió "mostramos que esto tiene aplicaciones prácticas, y también averiguamos algunas propiedades de los 'cuasicristales' que no sabíamos antes."
Los investigadores exploran ahora modos de miniaturizar la estructura a fin de utilizar el dispositivo con la luz visible en vez de microondas. También examinan si los diseños 'cuasicristal' pueden ser útiles en aplicaciones electrónicas y acústicas.
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