Los investigadores han creado un dispositivo único que desbloqueará las escurridizas longitudes de onda de terahercios y hará posibles nuevas tecnologías revolucionarias.

Las ondas de terahercios (THz) se encuentran entre las microondas y el infrarrojo en el espectro de frecuencia de la luz, pero debido a su poca energía, los científicos no han podido aprovechar su potencial. El enigma se conoce en los círculos científicos como la "brecha de terahercios".

Ser capaz de detectar y amplificar ondas THz (rayos T) abriría una nueva era en la medicina, comunicaciones, satélite, cosmológica y otras tecnologías. Una aplicación importante sería como caja fuerte, alternativa no destructiva a los rayos X. Sin embargo, hasta ahora, las longitudes de onda, que oscilan entre 3 mm y 30 μm, han resultado imposibles de usar debido a señales relativamente débiles de todas las fuentes existentes.

Un equipo de físicos ha creado un nuevo tipo de transistor óptico, un amplificador THz funcional, que utiliza grafeno y un superconductor de alta temperatura. La física detrás del amplificador simple se basa en las propiedades del grafeno, que es transparente y no es sensible a la luz y cuyos electrones no tienen masa. Está formado por dos capas de grafeno y un superconductor que atrapan los electrones sin masa del grafeno entre ellos como un sándwich.

Luego, el dispositivo se conecta a una fuente de alimentación. Cuando la radiación de THz golpea la capa exterior de grafeno, las partículas atrapadas en el interior se adhieren a las ondas salientes, amplificándolos. Profesor Fedor Kusmartsev, del Departamento de Física de Loughborough, dijo, "Cuando la luz THz incide sobre el sándwich, se refleja, como un espejo."

"El punto principal es que habrá más luz reflejada de la que cayó sobre el dispositivo". Funciona porque la energía externa es suministrada por una batería o por la luz que incide en la superficie de otra, frecuencias más altas en el espectro electromagnético. Los fotones THz son transformados por el grafeno en electrones sin masa, cuales, Sucesivamente, se transforman de nuevo en reflejados, energizado, Fotones THz. Debido a tal transformación, los fotones de THz toman energía del grafeno, o de la batería, y las señales débiles de THz se amplifican ".

El avance ha sido publicado en Cartas de revisión física . El equipo continúa desarrollando el dispositivo y espera tener prototipos listos para probar pronto. El profesor Kusmartsev dijo que esperan tener un amplificador en funcionamiento listo para su comercialización en aproximadamente un año. Añadió que tal dispositivo mejoraría enormemente la tecnología actual y permitiría a los científicos revelar más sobre el cerebro humano.

"El universo está lleno de señales y radiación de terahercios, De hecho, todos los organismos biológicos lo absorben y lo emiten. Espero que con un amplificador de este tipo disponible, podremos descubrir muchos misterios de la naturaleza, por ejemplo, cómo se desarrollan las reacciones químicas y los procesos biológicos, o cómo funciona nuestro cerebro y cómo pensamos. El rango de terahercios es la última frecuencia de radiación adoptada por la humanidad. Microondas infrarrojo, visible, Los rayos X y otros anchos de banda son vitales para innumerables avances científicos y tecnológicos.

"Tiene propiedades que mejorarían enormemente vastas áreas de la ciencia, como la imagen, espectroscopia, tomografía, diagnostico medico, vigilancia de la salud, control ambiental e identificación química y biológica.

"El dispositivo que hemos desarrollado permitirá a los científicos e ingenieros aprovechar el ancho de banda ilusorio y crear la próxima generación de equipos médicos, hardware de detección y tecnología de comunicación inalámbrica ".