La luz queda atrapada mientras orbita dentro de pequeños gránulos de un material cristalino que ha intrigado cada vez más a los físicos. un equipo dirigido por la Universidad de California, San Diego, ha descubierto el profesor de física Michael Fogler.

Nitruro de boro hexagonal, capas apiladas de átomos de boro y nitrógeno dispuestas en una red hexagonal, Recientemente se ha descubierto que dobla la energía electromagnética de formas inusuales y potencialmente útiles.

El año pasado, Fogler y sus colegas demostraron que la luz podría almacenarse dentro de gránulos a nanoescala de nitruro de boro hexagonal. Ahora el grupo de investigación de Fogler ha publicado un nuevo artículo en la revista Nano letras que explica cómo se comporta esta luz atrapada dentro de los gránulos.

Las partículas de luz llamados phonon polaritons, desobedecer las leyes estándar de reflexión mientras rebotan a través de los gránulos, pero su movimiento no es aleatorio. Los rayos de polariton se propagan a lo largo de trayectorias en ángulos fijos con respecto a la estructura atómica del material, Informes del equipo de Folger. Eso puede dar lugar a resonancias interesantes.

"Las trayectorias de los rayos polariton atrapados son muy complicadas en la mayoría de los casos, "Dijo Fogler." Sin embargo, en ciertas frecuencias 'mágicas' pueden convertirse en simples órbitas cerradas ".

Cuando eso sucede, pueden surgir "puntos calientes" de campos eléctricos fuertemente mejorados. El grupo de Fogler descubrió que pueden formar patrones geométricos elaborados en gránulos de forma esferoidal.

Los polaritones no son solo partículas, sino también ondas que forman patrones de interferencia. Cuando se superpone a los contornos calientes de campos eléctricos mejorados, estos crean imágenes sorprendentemente hermosas.

"Se parecen a los huevos de Fabergé, los tesoros incrustados de gemas de los zares rusos, "Observó Fogler.

Más allá de crear bellas imágenes, su análisis ilustra la forma en que se almacena la luz dentro del material. Los patrones y las frecuencias mágicas no están determinados por el tamaño del esferoide sino por su forma, es decir, la relación entre su circunferencia y su longitud. El análisis reveló que un solo parámetro determina el ángulo fijo a lo largo del cual se propagan los rayos de polaritón con respecto a la superficie de los esferoides.

Los científicos están comenzando a encontrar usos prácticos para materiales como el nitruro de boro hexagonal que manipula la luz de las formas habituales. La teoría que informó este trabajo podría orientar el desarrollo de aplicaciones como los nanoresonadores para el filtrado de color de alta resolución y la obtención de imágenes espectrales. hiperlentes para imágenes subdifracionales, o fuentes de fotones infrarrojos.

El análisis proporciona una explicación teórica para observaciones anteriores de luz atrapada. Fogler y sus colegas sugieren varios experimentos que podrían confirmar su predicción de la luz en órbita utilizando técnicas ópticas avanzadas. algunos de los cuales están en marcha, Dijo Fogler. "La búsqueda experimental para detectar polaritones en órbita ya ha comenzado".