07 de julio de 2023 (Noticias de Nanowerk) El índice de refracción, la relación entre la velocidad de la radiación electromagnética en un medio y su velocidad en el vacío, se puede modular lo suficientemente rápido como para generar cristales fotónicos de tiempo (PTC) en la parte casi visible del espectro, según un nuevo estudio publicado en el periódico Nanofotónica demuestra (“Óptica de refracción de tiempo con modulación de ciclo único”). Los autores del estudio sugieren que la capacidad de sostener PTC en el dominio óptico podría tener profundas implicaciones para la ciencia de la luz, permitiendo aplicaciones verdaderamente disruptivas en el futuro. Los PTC, materiales en los que el índice de refracción sube y baja rápidamente en el tiempo, son el equivalente temporal de los cristales fotónicos en los que el índice de refracción oscila periódicamente en el espacio provocando, por ejemplo, la iridiscencia de los minerales preciosos y las alas de los insectos. Un PTC solo es estable si se puede hacer que el índice de refracción aumente y disminuya en línea con un solo ciclo de ondas electromagnéticas en la frecuencia en cuestión, por lo que, como era de esperar, hasta ahora se han observado PTC en el extremo de frecuencia más baja del espectro electromagnético: con ondas de radio. En este nuevo estudio, el autor principal Mordechai Segev del Technion-Israel Institute of Technology, Haifa, Israel, con los colaboradores Vladimir Shalaev y AlexndraBoltasseva de la Universidad Purdue, Indiana, EE. UU. y sus equipos, enviaron pulsos extremadamente cortos (5-6 femtosegundos) de luz láser a una longitud de onda de 800 nanómetros a través de materiales transparentes de óxido conductor. Esto provocó un cambio rápido en el índice de refracción que se exploró utilizando un rayo láser de sonda a una longitud de onda ligeramente más larga (casi infrarroja). El haz de la sonda se desplazó rápidamente hacia el rojo (es decir, aumentó su longitud de onda) y luego se desplazó hacia el azul (disminuyó la longitud de onda) a medida que el índice de refracción del material se relajaba y volvía a su valor normal. El tiempo necesario para cada uno de estos cambios en el índice de refracción fue minúsculo (menos de 10 femtosegundos) y, por lo tanto, dentro del ciclo único necesario para formar un PTC estable. "Los electrones excitados a alta energía en los cristales generalmente necesitan más de diez veces más tiempo para relajarse y volver a sus estados fundamentales, y muchos investigadores pensaron que la relajación ultrarrápida que observamos aquí sería imposible", dijo Segev. “Todavía no entendemos exactamente cómo sucede”. El coautor Shalaev sugiere además que la capacidad de mantener PTC en el dominio óptico, como se demuestra aquí, "abrirá un nuevo capítulo en la ciencia de la luz y permitirá aplicaciones verdaderamente disruptivas". Sin embargo, sabemos tan poco de lo que podrían ser como los físicos de la década de 1960 sabían de las posibles aplicaciones de los láseres.

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• Fuente: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63295.php