Atrapar la luz dentro de un metamaterial lo hace 10 veces magnético

Jul 19, 2023

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Esto podría abrir puertas a tecnologías que pensábamos que eran imposibles.

La vida moderna es posible gracias al electromagnetismo. Cualquier pieza de tecnología que utilice hoy utiliza alguna propiedad electromagnética descubierta por la física a lo largo de los siglos. Encontrar nuevas formas de manipular la luz (que forma parte del espectro electromagnético) y el magnetismo permitirá la creación de tecnologías (especialmente en el ámbito cuántico) que aún no podemos imaginar.

Para explorar nuevas formas de controlar esta fuerza fundamental de la naturaleza, científicos del City College de Nueva York (CCNY) atraparon luz dentro de un metamaterial magnético y lograron que el material fuera 10 veces más magnético en el proceso. Los resultados del estudio fueron publicados esta semana en la revista Nature.

El material utilizado fue un semiconductor con capas de cromo, azufre y bromo, y pertenece a una clase conocida como materiales magnéticos de van der Waals (llamados así en honor al físico teórico holandés Johannes Diderik van der Waals). Estos materiales contienen atributos que no se encuentran comúnmente en materiales naturales, y los científicos apenas están comenzando a comprender sus posibles aplicaciones.

Fundamentalmente, este material de Van der Waals tiene la capacidad de crear cuasipartículas conocidas como excitones, que interactúan tanto con la luz como con otras partículas. Son estas interacciones ópticas las que atrapan la luz y hacen que el material sea tan magnético.

"Dado que la luz rebota hacia adelante y hacia atrás dentro del imán, las interacciones realmente mejoran", dijo Florian Dirnberger del CCNY, autor principal del estudio, en un comunicado de prensa. “Para dar un ejemplo, cuando aplicamos un campo magnético externo, la reflexión de la luz en el infrarrojo cercano se altera tanto que el material básicamente cambia de color. Esa es una respuesta magnetoóptica bastante fuerte”.

Una interacción tan fuerte entre la luz y el magnetismo no es común, razón por la cual los investigadores dicen que muchas tecnologías magnetoópticas requieren una detección de luz sensible. Pero este nuevo material cierra la brecha entre los dos y podría abrir puertas a tecnologías que antes se creían imposibles.

"Las aplicaciones tecnológicas de los materiales magnéticos hoy en día están relacionadas principalmente con fenómenos magnetoeléctricos", dijo en un comunicado el coautor del estudio, Jiamin Quan. "Dadas las fuertes interacciones entre el magnetismo y la luz, ahora podemos esperar crear algún día láseres magnéticos y reconsiderar los viejos conceptos de memoria magnética controlada ópticamente".

Darren vive en Portland, tiene un gato y escribe y edita sobre ciencia ficción y cómo funciona nuestro mundo. Puedes encontrar sus cosas anteriores en Gizmodo y Paste si buscas lo suficiente.

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