La comprensión ampliamente aceptada de la radiación electromagnética ha sido cuestionada en una investigación recientemente publicada dirigida por la Universidad de Strathclyde.

El estudio encontró que se puede romper la correspondencia directa normal entre los anchos de banda de la fuente actual y la radiación emitida. Esto se logró mediante la extracción de radiación de banda estrecha con alta eficiencia, sin hacer la oscilación de la banda estrecha actual.

El hallazgo produjo fuentes de luz de banda estrecha en medios donde la radiación electromagnética normalmente no sería posible. Se convierte en una herramienta poderosa para los científicos que les permite comprender las complejidades de cómo los materiales, o incluso moléculas biológicas, comportarse en diferentes condiciones, que tiene un gran impacto en la vida de las personas a través del desarrollo de nuevos productos y tratamientos médicos.

La investigación, publicado en Informes científicos , también participaron investigadores del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST) y el Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju (GIST), ambos en Corea del Sur.

Profesor Dino Jaroszynski, del Departamento de Física de Strathclyde, dirigió el estudio. Dijo:"Las fuentes de luz coherentes, como los láseres, tienen muchos usos, desde la comunicación hasta el sondeo de la estructura de la materia. La fuente más simple de radiación electromagnética coherente es una corriente eléctrica oscilante en una antena. Sin embargo, hay muchos otros dispositivos que se basan en estas leyes básicas de la física, como el láser de electrones libres, que produce una radiación de rayos X coherente, o magnetrones que se encuentran en los hornos microondas.

"Nuestro estudio ha demostrado que se pueden aprovechar algunos medios comunes con propiedades ópticas interesantes si incrustamos, o enterrar, una fuente de corriente oscilante en ellos. Medios como plasma, los semiconductores y las estructuras fotónicas tienen un 'corte', cuando no sea posible la propagación de radiación electromagnética con frecuencias inferiores a la frecuencia de «corte»; notamos que la impedancia de radiación aumenta en el punto de corte.

"Una consecuencia de esto es que, para una fuente de corriente de banda ancha sumergida en este tipo de medio dispersivo, el 'modo' de la frecuencia de corte se mejora selectivamente debido a la ley de Ohm, resultando en una emisión de ancho de banda estrecho. Lo curioso es que la física novedosa debería seguir escondida en el comportamiento clásico de corte; en nuestra investigación, descubrimos una cara oculta del corte y nos dimos cuenta de un nuevo paradigma de fuentes de luz de banda estrecha en los medios que normalmente no permitirían que se propagara la radiación electromagnética. Esta es una idea notablemente simple basada en la teoría de la física directa que parece haberse pasado por alto.

"Este es un descubrimiento teórico muy emocionante que surge de una colaboración intercontinental muy fructífera. Demuestra que siempre debemos mantener la mente abierta y cuestionar incluso las suposiciones muy básicas. Esperamos demostrar este fenómeno en el Scottish Center con sede en Strathclyde para la aplicación de aceleradores basados ​​en plasma; existen numerosas aplicaciones de radiación electromagnética y la fuente propuesta debería tener un gran impacto si podemos demostrarlo experimentalmente ".

Profesor Min Sup Hur en UNIST, República de Corea del Sur, quien lidera el trabajo desde UNIST, dijo:"Este nuevo descubrimiento es científicamente interesante, porque nos lleva a ver el fenómeno de la radiación electromagnética desde un punto de vista completamente diferente. Esperamos la fructífera colaboración internacional, que nos llevó a este descubrimiento teórico, Continuará con la demostración experimental de la idea ".

Fuentes de luz modernas, o, más generalmente, Las fuentes electromagnéticas utilizadas como herramientas científicas requieren una buena coherencia. monocromaticidad, y alto poder de emisión. La coherencia y el ancho de banda estrecho, o monocromaticidad, son propiedades importantes de la radiación electromagnética que permiten que se utilice para observar cambios en la estructura de materiales sujetos a estímulos. como un pulso láser corto e intenso; Las propiedades del material se deducen de los cambios que se hacen evidentes en los estudios de bombas y sondas. Una analogía sería hacer una película reuniendo muchas instantáneas de lapso de tiempo para animar los cambios que están ocurriendo en el material después de que ha sido estimulado.

El principal desafío es hacer que las fuentes de alta potencia de radiación electromagnética sean monocromáticas. Esto a menudo se hace haciendo que la corriente oscilante sea de banda estrecha o filtrando el espectro, que es extremadamente ineficiente. Es complicado, y puede ser caro para reducir el ancho de banda de una fuente de corriente mientras mantiene o aumenta su potencia radiada.

El Marco de Excelencia en la Investigación 2014, la calificación integral de la investigación de las universidades del Reino Unido, clasificó la investigación de física de la Universidad de Strathclyde en primer lugar en el Reino Unido, con el 96% de la producción evaluada como líder mundial o excelente internacionalmente.