Roman GłogulskiInvestigadores de la Universidad de Harvard, liderados por Lene Vestergaard Hau, han logrado desacelerar la velocidad de la luz a 17 m/s en un gas atómico ultracoldo utilizando la transparencia inducida electromagnéticamente (EIT, por sus siglas en inglés). Este avance ha despertado interés en encontrar análogos de EIT en metasuperficies, las cuales son plataformas transformadoras en óptica y fotónica.
Sin embargo, las metasuperficies enfrentan un desafío significativo en cuanto a las pérdidas, las cuales limitan el tiempo de almacenamiento y la longitud de interacción. Este problema es especialmente difícil de superar en las metasuperficies similares a EIT debido a las pérdidas por dispersión en nanopartículas y las pérdidas por absorción en materiales.
En un artículo recientemente publicado en la revista «Nano Letters», el Dr. Li Guangyuan y sus colegas del Instituto de Tecnología Avanzada de Shenzhen (SIAT) de la Academia China de las Ciencias, presentaron una nueva estrategia para lograr equivalentes de EIT en metasuperficies eliminando efectivamente las pérdidas.
A diferencia de los equivalentes convencionales de EIT en metasuperficies, los cuales son inducidos por el acoplamiento entre dos resonancias locales respaldadas por meta-átomos estrechamente empaquetados o entre resonancias locales y resonancias colectivas, los investigadores propusieron un nuevo tipo llamado «resonancia colectiva similar a EIT». Esta resonancia es inducida por el acoplamiento entre dos resonancias colectivas: las resonancias dipolares eléctricas de Mie (ED-SLR) y las resonancias cuadrupolares eléctricas en el plano o fuera de él (EQ-SLR).
Utilizando metasuperficies de silicio con un espesor de 100 nm en forma de nanodiscos, demostraron resonancias colectivas similares a EIT con un factor de calidad superior a 2750, lo cual es más de cinco veces mayor que los métodos actuales. Esto significa que la luz que atraviesa estos nanodiscos de silicio puede ser desacelerada más de 10,000 veces, al tiempo que se reducen las pérdidas más de cinco veces en comparación con los métodos existentes.
El Dr. Li explicó su alejamiento de la creencia convencional de que el rendimiento de las metasuperficies depende de la distancia entre los meta-átomos. Los investigadores exploraron el régimen extremo de distancia cero entre los meta-átomos, lo que les permitió fusionarse en uno solo. A diferencia de los métodos convencionales, su enfoque permitió el ajuste de las resonancias colectivas para que se superpongan espectralmente, lo que permite la realización de equivalentes de EIT en metasuperficies.
Además, los investigadores presentaron resonancias colectivas de estados ligados en el continuo (BIC, por sus siglas en inglés), utilizando la transición entre la resonancia EQ-SLR en el plano y el estado ligado en el continuo. Esto abre posibilidades para desacelerar significativamente la luz mientras se mantiene un aumento en el factor de calidad.
Este estudio abre perspectivas para manipular fotones con mayor flexibilidad y aplicaciones potenciales en sistemas fotónicos de espacio libre.
Preguntas clave sobre los análogos de EIT en metasuperficies:
1. ¿Qué técnicas se utilizan para desacelerar la luz?
2. ¿Cuáles son los principales desafíos asociados con las metasuperficies?
3. ¿Cuáles son los beneficios de los análogos de EIT en metasuperficies?
4. ¿Cómo lograron los investigadores de China superar los problemas relacionados con las pérdidas en estas estructuras?
5. ¿Cuáles son las ventajas del nuevo tipo de «resonancias colectivas similares a EIT»?
Glosario de Términos:
1. Transparencia Inducida Electromagnéticamente (EIT) – una técnica para desacelerar la luz mediante la inducción de resonancias especiales en un material.
2. Condensado de Bose-Einstein (BEC) – un estado de la materia en el que los átomos (o moléculas) se comportan como una única y coherente función de onda.
3. Cristales Fotónicos – estructuras ópticas en las que las ondas de luz pueden ser controladas a nivel microscópico.
4. Dispersión de Brillouin (SBS) – el efecto en el que la luz que pasa a través de un material genera una onda sonora acústica.
Enlaces relacionados sugeridos:
1. Página de inicio de Fotónica – un tema relacionado con la investigación científica en fotónica.
2. Nano Letters – la revista donde se publicó el artículo sobre los análogos de EIT en metasuperficies.
3. Transparencia Inducida Electromagnéticamente – artículo de Wikipedia donde se puede encontrar más información sobre EIT.
The source of the article is from the blog girabetim.com.br
