Los científicos han descubierto nuevas partículas que podrían estar en el corazón de una futura revolución tecnológica basada en circuitos fotónicos. conduciendo a superrápido, Computación basada en la luz.

La tecnología informática actual se basa en la electrónica, donde los electrones se utilizan para codificar y transportar información.

Debido a algunas limitaciones fundamentales, como la pérdida de energía a través del calentamiento resistivo, Se espera que los electrones eventualmente necesiten ser reemplazados por fotones, conduciendo a computadoras futuristas basadas en la luz que son mucho más rápidas y eficientes que las electrónicas actuales.

Los físicos de la Universidad de Exeter han dado un paso importante hacia este objetivo, ya que han descubierto nuevas partículas de media materia a media luz que heredan algunas de las características notables del grafeno.

Este descubrimiento abre la puerta al desarrollo de circuitos fotónicos utilizando estas partículas alternativas, conocidos como polaritones de Dirac sin masa, para transportar información en lugar de electrones.

Los polaritones de Dirac emergen en metasuperficies de panal, que son materiales ultrafinos que están diseñados para tener una estructura en la nanoescala, mucho más pequeño que la longitud de onda de la luz.

Una característica única de las partículas de Dirac es que imitan partículas relativistas sin masa, permitiéndoles viajar de manera muy eficiente. Este hecho convierte al grafeno en uno de los materiales más conductores conocidos por el hombre.

Sin embargo, a pesar de sus extraordinarias propiedades, es muy difícil controlarlos. Por ejemplo, en el grafeno es imposible encender / apagar corrientes eléctricas usando un potencial eléctrico simple, obstaculizando así la posible implementación del grafeno en dispositivos electrónicos.

Este inconveniente fundamental, la falta de sintonización, ha sido superado con éxito de una manera única por los físicos de la Universidad de Exeter.

Charlie-Ray Mann, el autor principal del artículo publicado en Comunicaciones de la naturaleza , explica:"Para el grafeno, uno generalmente tiene que modificar la celosía alveolar para cambiar sus propiedades, por ejemplo, forzando la celosía de nido de abeja, lo cual es extremadamente difícil de hacer de manera controlable ".

"La diferencia clave aquí es que los polaritones de Dirac son partículas híbridas, una mezcla de componentes de luz y materia. Es esta naturaleza híbrida la que nos presenta una forma única de sintonizar sus propiedades fundamentales, manipulando solo su componente de luz, algo que es imposible de hacer con el grafeno ".

Los investigadores muestran que al incrustar la metasuperficie en forma de panal entre dos espejos reflectantes y cambiar la distancia entre ellos, uno puede sintonizar las propiedades fundamentales de los polaritones de Dirac en un simple, Manera controlable y reversible.

"Nuestro trabajo tiene implicaciones cruciales para los campos de investigación de la fotónica y de las partículas de Dirac, "agrega el Dr. Eros Mariani, investigador principal del estudio.

"Hemos demostrado la capacidad de ralentizar o incluso detener las partículas de Dirac, y modificar su estructura interna, su quiralidad, en términos técnicos, que es imposible de hacer en el propio grafeno "

"Los logros de nuestro trabajo constituirán un paso clave en la revolución de los circuitos fotónicos".

En Comunicaciones de la naturaleza .