Para desarrollar tecnologías futuristas como las computadoras cuánticas, los científicos deberán encontrar formas de controlar los fotones, las partículas básicas de luz, tan precisamente como ya pueden controlar electrones, las partículas básicas de la informática electrónica. Desafortunadamente, los fotones son mucho más difíciles de manipular que los electrones, que responden a fuerzas tan simples como el tipo de magnetismo que incluso los niños entienden.

Pero ahora, por primera vez, un equipo dirigido por Stanford ha creado una fuerza pseudo-magnética que puede controlar con precisión los fotones. A corto plazo, este mecanismo de control podría utilizarse para enviar más datos de Internet a través de cables de fibra óptica. En el futuro, este descubrimiento podría conducir a la creación de chips basados ​​en la luz que ofrecerían una potencia computacional mucho mayor que los chips electrónicos. "Lo que hemos hecho es tan novedoso que las posibilidades apenas comienzan a materializarse, "dijo el erudito postdoctoral Avik Dutt, primer autor de un artículo que describe el descubrimiento en Ciencias .

Esencialmente, los investigadores engañaron a los fotones, que son intrínsecamente no magnéticos, para que se comporten como electrones cargados. Lo lograron enviando los fotones a través de laberintos cuidadosamente diseñados de una manera que provocó que las partículas de luz se comportaran como si estuvieran siendo afectadas por lo que los científicos llamaron un campo magnético "sintético" o "artificial".

"Diseñamos estructuras que crearon fuerzas magnéticas capaces de empujar fotones de formas predecibles y útiles, "dijo Shanhui Fan, profesor de ingeniería eléctrica y científico senior detrás del esfuerzo de investigación.

Aunque todavía en la etapa experimental, estas estructuras representan un avance en el modo de computación existente. El almacenamiento de información se trata de controlar los estados variables de las partículas, y hoy, los científicos lo hacen encendiendo y apagando electrones en un chip para crear ceros y unos digitales. Un chip que usa magnetismo para controlar la interacción entre el color del fotón (o el nivel de energía) y el giro (ya sea que viaje en sentido horario o antihorario) crea estados más variables de lo que es posible con electrones simples de encendido y apagado. Esas posibilidades permitirán a los científicos procesar, almacenar y transmitir muchos más datos en dispositivos basados ​​en fotones de lo que es posible con los chips electrónicos en la actualidad.

Para llevar fotones a las proximidades necesarias para crear estos efectos magnéticos, los investigadores de Stanford utilizaron láseres, cables de fibra óptica y otros equipos científicos disponibles en el mercado. La construcción de estas estructuras de mesa permitió a los científicos deducir los principios de diseño detrás de los efectos que descubrieron. Eventualmente, tendrán que crear estructuras a nanoescala que incorporen estos mismos principios para construir el chip. Mientras tanto, dice Fan, "Hemos encontrado un nuevo mecanismo relativamente simple para controlar la luz, y eso es emocionante ".