(Phys.org) - Los investigadores están avanzando hacia la creación de nuevas tecnologías ópticas utilizando "metamateriales nanoestructurados" capaces de transmitir la luz de forma ultraeficiente, con aplicaciones potenciales que incluyen células solares avanzadas y computación cuántica.

El metamaterial, capas de plata y óxido de titanio y pequeños componentes llamados puntos cuánticos, cambia drásticamente las propiedades de la luz. La luz se vuelve "hiperbólica, "lo que aumenta la salida de luz de los puntos cuánticos.

Dichos materiales podrían encontrar aplicaciones en células solares, Los diodos emisores de luz y el procesamiento de información cuántica son mucho más potentes que los ordenadores actuales.

"La alteración de la topología de la superficie mediante el uso de metamateriales proporciona una ruta fundamentalmente nueva para manipular la luz, "dijo Evgenii Narimanov, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática de la Universidad de Purdue.

Los hallazgos se detallaron en un artículo de investigación publicado el 13 de abril en la revista Ciencias .

Dichos metamateriales podrían hacer posible el uso de fotones individuales, las diminutas partículas que forman la luz, para conmutar y enrutar en computadoras futuras. Si bien el uso de fotones aceleraría drásticamente las computadoras y las telecomunicaciones, Los dispositivos fotónicos convencionales no se pueden miniaturizar porque la longitud de onda de la luz es demasiado grande para caber en los pequeños componentes necesarios para los circuitos integrados.

"Por ejemplo, la longitud de onda utilizada para las telecomunicaciones es de 1,55 micrones, que es aproximadamente 1, 000 veces más grande para la microelectrónica actual, "Dijo Narimanov.

Metamateriales nanoestructurados, sin embargo, podría permitir reducir el tamaño de los fotones y la longitud de onda de la luz, permitiendo la creación de nuevos tipos de dispositivos nanofotónicos, él dijo.

El trabajo fue una colaboración de investigadores de Queens y City Colleges of City University of New York (CUNY), Universidad de Purdue, y Universidad de Alberta. El estudio experimental fue dirigido por el equipo de CUNY, mientras que el trabajo teórico se llevó a cabo en Purdue y Alberta.

El artículo de Science está escrito por los investigadores de CUNY, Harish N.S. Krishnamoorthy, Vinod M. Menon e Ilona Kretzschmar; El investigador de la Universidad de Alberta, Zubin Jacob; y Narimanov. Zubin es un ex estudiante de doctorado de Purdue que trabajó con Narimanov.

El enfoque podría ayudar a los investigadores a desarrollar "sistemas de información cuántica" mucho más poderosos que las computadoras actuales. Tales computadoras cuánticas aprovecharían un fenómeno descrito por la teoría cuántica llamado "entrelazamiento". En lugar de solo los estados de uno y cero, hay muchos posibles "estados cuánticos entrelazados" en el medio.