Los límites de velocidad se aplican no solo al tráfico. También existen limitaciones en el control de la luz, en conmutadores ópticos para el tráfico de Internet, por ejemplo. Los físicos de la Universidad Tecnológica de Chalmers ahora comprenden por qué no es posible aumentar la velocidad más allá de cierto límite y conocen las circunstancias en las que es mejor optar por una ruta diferente.

La luz y otras ondas electromagnéticas juegan un papel crucial en casi toda la electrónica moderna, por ejemplo en nuestros teléfonos móviles. En los últimos años, los investigadores han desarrollado materiales artificiales especiales, conocidos como metamateriales optomecánicos, que superan las limitaciones inherentes a los materiales naturales. para controlar las propiedades de la luz con un alto grado de precisión.

Por ejemplo, los denominados interruptores ópticos se utilizan para cambiar el color o la intensidad de la luz. En el tráfico de Internet, estos interruptores se pueden encender y apagar hasta 100 mil millones de veces en un solo segundo. Pero más allá de eso, la velocidad no se puede aumentar más. Estos materiales especiales únicos también están sujetos a este límite.

"Los investigadores tenían grandes esperanzas de lograr velocidades cada vez más altas en conmutadores ópticos mediante el desarrollo de metamateriales optomecánicos. Ahora sabemos por qué estos materiales no lograron competir con la tecnología existente en el tráfico de Internet y las redes de comunicaciones móviles, "dice Sophie Viaene, investigador de nanofotónica en el Departamento de Física de Chalmers.

Para averiguar por qué existen límites de velocidad y qué significan, Viaene salió del campo de la óptica y analizó el fenómeno utilizando lo que se denomina dinámica no lineal en su tesis doctoral. La conclusión a la que llegó es que es necesario elegir una ruta diferente para sortear los límites de velocidad:en lugar de controlar toda una superficie a la vez, la interacción con la luz se puede controlar de manera más eficiente manipulando una partícula a la vez. Otra forma de resolver el problema es permitir que el material especial permanezca en movimiento constante a una velocidad constante y medir las variaciones de este movimiento.

Pero Viaene y su supervisor, Profesor asociado Philippe Tassin, dicen que el límite de velocidad no supone un problema para todas las aplicaciones. No es necesario cambiar las propiedades de la luz a velocidades tan altas para pantallas y varios tipos de pantallas. Por lo tanto, existe un gran potencial para el uso de estos materiales especiales aquí, ya que son delgados y pueden ser flexibles.

Sus resultados han determinado la dirección que deben tomar los investigadores en esta área de investigación, y el artículo científico fue publicado recientemente en la prestigiosa revista Cartas de revisión física . El camino ahora está abierto para los relojes cada vez más inteligentes, pantallas y gafas del futuro.

"El límite de velocidad de conmutación no es un problema en aplicaciones donde vemos la luz, porque nuestros ojos no reaccionan con tanta rapidez. Vemos un gran potencial para los metamateriales optomecánicos en el desarrollo de gadgets flexibles para tecnología de visualización interactiva, "dice Tassin, profesor asociado en el Departamento de Física de Chalmers.