A finales del siglo XVIII, Ernst Chladni, un científico y músico, descubrió que las vibraciones de una placa rígida podían visualizarse cubriéndola con una fina capa de arena y dibujando un arco en su borde. Con el movimiento del arco, la arena rebota y se mueve, recogiéndose a lo largo de las líneas nodales de la vibración. El descubrimiento de Chladni de estos patrones le valió el apodo, "padre de la acústica". Su descubrimiento todavía se utiliza en el diseño y construcción de instrumentos acústicos, como guitarras y violines.

Recientemente, Los investigadores han descubierto un efecto similar con objetos vibrantes mucho más pequeños excitados por ondas de luz. Cuando se usa luz láser para impulsar el movimiento de un delgado, membrana rígida, juega el papel del arco en el experimento original de Chladni y la membrana vibra en resonancia con la luz. Los patrones resultantes se pueden visualizar a través de una matriz de puntos cuánticos (QD), donde estas diminutas estructuras emiten luz a una frecuencia que responde al movimiento. El avance se informa esta semana en un artículo de portada de Letras de física aplicada .

Además de ser una versión moderna de un fenómeno antiguo, El nuevo descubrimiento podría conducir al desarrollo de dispositivos de detección, así como métodos para controlar las características de emisión de los QD. Dado que la frecuencia de la luz emitida por los QD se correlaciona con el movimiento de la membrana subyacente, nuevos dispositivos para detectar el movimiento, como acelerómetros, se puede imaginar. También es posible una aplicación inversa, ya que el movimiento de la membrana subyacente se puede utilizar para controlar la frecuencia de la luz emitida por los QD.

Los diminutos dispositivos del trabajo que se informa aquí consisten en una rodaja de semiconductor de 180 nanómetros de espesor, suspendido como un trampolín sobre un sustrato sólido. Una serie de QD, análogo a la arena en el ejemplo acústico, están incrustados en la rebanada, cuyo grosor es menos de una décima parte del uno por ciento del de un cabello humano.

Se utiliza una segunda sonda láser para visualizar las resonancias resultantes. Los QD absorben la luz de la sonda y emiten un segundo pulso de luz en respuesta, que es captado por un detector y enviado a una pantalla. Los patrones resultantes son notablemente similares a los visualizados en el experimento acústico original de Chladni, a pesar de que el nuevo dispositivo funciona completamente con luz.

Una posible aplicación de este descubrimiento, según Sam Carter del Naval Research Lab, uno de los autores del artículo, es sentir las fuerzas sutiles producidas por los objetos densos cercanos. "Los materiales nucleares ocultos podrían ser detectables, " él dijo, "ya que se utilizan materiales densos como el plomo para proteger los dispositivos".

El blindaje altamente denso necesario para los materiales nucleares causa pequeñas anomalías gravitacionales y pequeños movimientos que podrían ser detectados por un dispositivo basado en el principio descubierto aquí. Los investigadores planean continuar su trabajo mirando el giro electrónico. Se espera que las técnicas para medir el efecto sobre el efecto aumenten la sensibilidad de los dispositivos.