Los investigadores han demostrado cómo los principios de la relatividad general abren la puerta a nuevas aplicaciones electrónicas, como una lente electrónica tridimensional y dispositivos electrónicos de invisibilidad. En un nuevo estudio financiado por la Academia de Finlandia, Los investigadores de la Universidad de Aalto, Alex Westström y Teemu Ojanen, proponen un método para ir más allá de la relatividad especial y simular la teoría de la relatividad general de Einstein en semimetales de Weyl no homogéneos. La teoría de los metamateriales de Weyl combina ideas de la física del estado sólido, física de partículas y cosmología y señala una forma de fabricar materiales metálicos de diseño donde los portadores de carga se mueven como partículas en el espacio-tiempo curvo.

Los investigadores proponen metamateriales de Weyl, una generalización de los semimetales de Weyl, que habilitan nuevos tipos de dispositivos electrónicos a través de la ingeniería de geometría.

"Los sistemas que presentamos ofrecen una ruta para hacer que los portadores de carga se muevan como si vivieran en una geometría curva, proporcionar un laboratorio de sobremesa para simular la física cuántica del espacio curvo y ciertos fenómenos cosmológicos, "Explica Alex Westström.

Los semimetales de Weyl son un ejemplo de materiales cuánticos recientemente descubiertos que han recibido mucha atención. Los portadores de carga de estos materiales se comportan como si fueran partículas sin masa que se mueven a la velocidad de la luz.

"Descubrimos que los metamateriales de Weyl pueden servir como plataforma para dispositivos electrónicos exóticos como la lente de electrones 3-D, donde las trayectorias de los portadores de carga se enfocan como rayos de luz en una lente óptica, "Dice Teemu Ojanen.

La conducción eléctrica en los semimetales de Weyl refleja la física de la teoría especial de la relatividad de Einstein. Sin embargo, La relatividad especial también asume una ausencia de gravedad, que Einstein formuló como una geometría del espacio-tiempo.

La teoría de los metamateriales de Weyl también allana el camino para aplicaciones electrónicas fundamentalmente nuevas, por ejemplo, el desarrollo de dispositivos electrónicos de invisibilidad. La idea clave detrás de las posibles aplicaciones es una geometría curva creada artificialmente, que dobla el movimiento de los portadores de carga de forma controlada.

"En óptica, Se sabe desde hace siglos que la luz siempre elige la trayectoria más rápida. En geometría curva, el camino más rápido no parece una línea recta para quienes miran desde afuera. La funcionalidad de los dispositivos ópticos de invisibilidad, donde los rayos de luz pasan por alto un objeto oculto, de hecho, se basa en la aplicación de la geometría del espacio curvo. Sería un gran avance en la investigación fundamental lograr una funcionalidad similar en los sistemas electrónicos, "Añade Ojanen.