Físicos logran torcer la luz a voluntad

"Nuestro material puede infligir una torcedura en la luz - es decir, girar su polarización- en órdenes de magnitud mayores que los materiales naturales", ha dicho el autor principal del estudio, Mingkai Liu, estudiante de doctorado en la Escuela de Investigación de Física y Energía de la ANU. "Y podemos activar y desactivar directamente el efecto con la luz".

Se estima que la electrónica representa el dos por ciento de la huella de carbono global, cifra que la fotónica tiene el potencial de reducir de manera significativa. Como la luz es transportada por la fibra óptica, ha sustituido a la electricidad para transportar señales a través de largas distancias. El siguiente paso es el desarrollo de análogos fotónicos de chips de ordenador, controlando activamente las propiedades de la luz, como su polarización.

La capacidad de un material para girar la polarización, como en este experimento, surge de la asimetría de una molécula. Se produce en los minerales y sustancias naturales. No obstante, las notables propiedades de este material artificial primero podrían ser objeto de un uso en la industria de la fotónica en ciernes, sugiere el coautor David Powell.

"Es otra herramienta completamente nueva en la caja de herramientas para procesar la luz", dice. "Rebanadas delgadas de estos materiales pueden reemplazar colecciones voluminosas de lentes y espejos. Esta miniaturización podría conducir a la creación de más dispositivos optoelectrónicos compactos, como una versión basada en la luz del transistor electrónico."

Los metamateriales están formados a partir de un patrón de formas de metal pequeño, llamado meta-átomos. Para obtener la rotación óptica, Liu y sus colegas crearon pares en forma de C meta-átomos, uno suspendido por encima del otro por un alambre fino. Cuando la luz se brilla a la par de los meta-átomos la parte superior gira, haciendo que el sistema sea asimétrico. "La alta capacidad de respuesta del sistema viene porque es muy fácil hacer girar algo que cuelga", dice Liu. "La idea se me ocurrió cuando me encontré con un pedazo de alambre en mi colada".

El hecho de que los meta-átomos del equipo se mueven cuando la luz incide sobre ellos añade una nueva dimensión, dice. "Debido a que la luz afecta a la simetría de nuestro sistema, puede sintonizarse la respuesta del material, simplemente por el resplandor de un rayo de luz sobre el mismo. La afinabilidad de un metamaterial es un paso importante hacia la construcción de dispositivos basados en estos materiales artificiales", dice.