Una investigación sugiere que es posible crear una nueva forma de luz mediante la unión de un fotón de luz con un solo electrón, la cual combinaría las propiedades de ambos.
Los científicos del Imperial College de Londres sostienen que acoplar la luz a los electrones tendría propiedades que podría conducir a circuitos que trabajan con paquetes de fotones de luz, en lugar de electrones. También permitiría a los investigadores estudiar fenómenos de física cuántica que gobiernan las partículas pequeñas en los átomos de una manera visible. Los científicos explican que, en los materiales normales, la luz interactúa con una gran cantidad de electrones presentes en la superficie y dentro del material. Sin embargo, modelaron, utilizando física teórica, el comportamiento de la luz y una clase recientemente descubierta de materiales conocidos como aislantes topológicos, los investigadores han encontrado que podría interactuar con sólo un electrón en la superficie.
Así se crearía un acoplamiento que combinaría algunas de las propiedades de la luz y el electrón. Normalmente, la luz viaja en línea recta, pero cuando se une al electrón, lo que haría es seguir su trayectoria, localizada en la superficie del material.
El estudio, que ha sido publicado en Nature Communications, el Dr. Vincenzo Giannini y colegas modelaron esta interacción alrededor de una nanopartícula — una pequeña esfera de 0,00000001 metros de diámetro — hecho de un aislante topológico.
Sus modelos mostraron que, además de que la luz circulaba en la partícula y con las propiedades del electrón, el electrón también mostró algunas de las propiedades de la luz. Además, señalan los científicos, los electrones se desplazan a lo largo de materiales, tales como circuitos eléctricos, y se detienen cuando se enfrentan a un defecto. Sin embargo, el equipo descubrió que incluso si había imperfecciones en la superficie de la nanopartícula, el electrón seguiría siendo capaz de viajar hacia adelante, con la ayuda de la luz.
Si estas características se pudieran adaptar en circuitos fotónicos, sería más robusto y menos vulnerable a la interrupción y las imperfecciones físicas. Por esta razón, los investigadores creen que estos resultados tendrían un enorme impacto en la manera de concebir la luz y los aislantes topológicos que fueron descubiertos en la última década, los cuales nos han ilustrado de nuevos fenómenos para estudiar y nuevas formas de explorar los conceptos importantes en física, indicaron.
Señalaron además, que debería ser posible observarse los fenómenos que ha modelado en los experimentos con la tecnología actual, y el equipo está trabajando con físicos experimentales para hacer esto una realidad.
Se cree que este proceso que conduce a la creación de esta nueva forma de luz, podría ser ampliado de manera que el fenómeno pueda ser observado con mucha más facilidad. En la actualidad, los fenómenos cuánticos sólo pueden verse cuando se les observa en objetos muy pequeños o que han estado súper-refrigerados, pero, con este nuevo proceso se podría permitir a los científicos estudiar este tipo de comportamiento a temperatura ambiente.