La Universidad de Michigan ha demostrado con éxito el "efecto de separación de cargas, "predicho hace más de una década, que tiene un potencial importante para la conversión directa de luz en electricidad sin las pérdidas termodinámicas típicas de la tecnología fotovoltaica (células solares). Se espera que los resultados sean importantes para futuros desarrollos en conmutación ultrarrápida, nanofotónica, y óptica no lineal también.

"Durante más de 150 años desde que se formularon las ecuaciones de Maxwell, nadie ha pensado que los efectos habilitados por la fuerza magnética de la luz fueran posibles a bajas intensidades, "dice el profesor Stephen Rand, Director del Centro de Magnetoóptica Dinámica (DYNAMO), quien lideró el equipo multiinstitucional que contribuyó a esta investigación.

Según Rand, la nueva investigación no contradice las ecuaciones de Maxwell, pero se basa en un conjunto de supuestos diferente al de los argumentos tradicionales sobre los efectos magnéticos que se basan en las cargas móviles.

"En medios conductores, a intensidades relativistas, los componentes eléctricos y magnéticos del campo óptico se vuelven tan fuertes que comienzan a mover las cargas a la velocidad de la luz y desvían el movimiento para causar efectos magnéticos, ", Dice Rand." Pero nos preguntamos qué pasaría si establece la corriente de conducción igual a cero, detener el flujo real de cargas? El resultado que encontramos fue totalmente diferente de los argumentos históricos, mostrando que el magnetismo podría ser tan grande como la respuesta eléctrica en presencia de campos impulsores débiles a frecuencias muy altas ".

Los efectos magnéticos resultantes en los aisladores generados por la luz de baja intensidad son un millón de veces más fuertes de lo que se esperaba anteriormente. Bajo estas circunstancias, la fuerza magnética de la luz desarrolla una fuerza equivalente a la fuerza eléctrica (generalmente dominante) de la luz. Esto sugiere que las interacciones magnetoeléctricas podrían apoyar la conversión directa de la luz solar en energía eléctrica, conduciendo a un nuevo tipo de fuente de energía solar sin semiconductores y sin absorción para producir separación de carga. Esto podría ayudar a revolucionar el desarrollo de la energía limpia porque, en teoría, el proceso podría tener una eficiencia superior al 95%. y es particularmente relevante para la industria espacial.

"Esta podría ser una técnica de conversión de energía tremendamente útil en el espacio, porque no requiere el despliegue de paneles solares del tamaño de un kilómetro que son susceptibles a la distorsión bajo carga térmica y el proceso en sí mismo produce un calor insignificante. El efecto de separación de carga es una respuesta no lineal que se encuentra en materiales ópticos totalmente naturales que responde igualmente bien a la luz coherente o incoherente y evita la generación de calor residual. ", Dice Rand." Esto podría ayudar a revivir las misiones del espacio profundo o estaciones en Marte que se están quedando sin energía y podrían reactivarse desde una nave espacial en órbita. Imagine poder transmitir energía en un rayo puntual a un punto específico y luego usar un capacitor óptico para convertir la luz de manera eficiente en separación de carga y energía almacenada ".

La investigación, "Observación de la rectificación magnetoeléctrica a intensidades no relativistas, "fue publicado en Comunicaciones de la naturaleza .