Los materiales amorfos, como el vidrio y ciertos polímeros, nos rodean por todas partes. A menudo se utilizan en objetos cotidianos como ventanas, botellas y bolsas de plástico. A pesar de su presencia generalizada, comprender cómo interactúa la luz con estos materiales ha sido un desafío debido a su falta de orden de largo alcance.
En el nuevo estudio, un equipo internacional de investigadores, dirigido por científicos de la Universidad de Cambridge y la Universidad de Graduados del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST), abordó este desafío combinando cálculos teóricos con técnicas experimentales de vanguardia.
El equipo se centró en un tipo específico de material amorfo conocido como vidrio calcogenuro. Utilizaron una combinación de dispersión de rayos X y simulaciones por computadora para trazar la intrincada estructura atómica del vidrio y comprender cómo influyó en el comportamiento de la luz.
Los resultados revelaron que la luz no se mueve a través de materiales amorfos de la misma manera que lo hace en los cristales. En cambio, exhibe un comportamiento complejo que puede describirse como una combinación de propiedades ondulatorias y partículares. Este hallazgo desafía la visión tradicional de la luz como una onda simple y abre nuevas posibilidades para manipular la luz en estos sistemas desordenados.
Los investigadores también descubrieron que las propiedades de la luz en materiales amorfos dependen de la disposición específica de los átomos dentro del material. Este hallazgo sugiere que puede ser posible diseñar materiales amorfos con propiedades ópticas adaptadas para aplicaciones específicas.
"Nuestro trabajo abre nuevas vías para explorar y comprender el comportamiento de la luz en materiales amorfos", afirmó el profesor Steve Elliott, autor principal del estudio de la Universidad de Cambridge. "Este conocimiento podría conducir al desarrollo de nuevos materiales y dispositivos con propiedades ópticas avanzadas, como células solares, fibras ópticas y sensores eficientes".
Los hallazgos del equipo tienen implicaciones para campos más allá de la óptica. Por ejemplo, los materiales amorfos también son candidatos prometedores para su uso en tecnologías cuánticas, donde la capacidad de controlar y manipular la luz a nivel cuántico es crucial para avanzar en la computación y la comunicación cuánticas.
"La capacidad de comprender y controlar la luz en materiales amorfos es esencial para aprovechar todo el potencial de estos materiales en diversas aplicaciones tecnológicas", afirmó el profesor Takeshi Egami, coautor del estudio de la OIST.
El estudio representa un importante paso adelante en nuestra comprensión de los materiales amorfos y sus interacciones con la luz. Allana el camino para una mayor investigación e innovación, abriendo nuevas vías para explorar el fascinante mundo de los sólidos desordenados y sus posibles aplicaciones en diversos campos científicos y tecnológicos.
