miércoles, 12 de agosto de 2009

Fuerza repulsiva en la luz

12 de Agosto de 2009. Foto: Hong Tang/Yale UniversityUn equipo de investigadores de la Universidad Yale ha descubierto una fuerza de "repulsión" en la luz que puede ser utilizada para manipular componentes en microchips de silicio, lo cual significa que los nanodispositivos futuros podrían ser controlados mediante luz en vez de mediante electricidad.

El equipo anteriormente había descubierto una fuerza de "atracción" en la luz y había mostrado cómo se podía manipular para mover componentes en determinados micro y nanosistemas (pequeños interruptores mecánicos en un chip). Los científicos ahora han desvelado una fuerza de repulsión complementaria.

Los investigadores habían teorizado desde el año 2005 sobre la existencia de las fuerzas de atracción y repulsión, pero esta última no había sido comprobada hasta ahora. El equipo que lo ha logrado ha trabajado bajo la dirección de Hong Tang, profesor en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad Yale.

Las fuerzas de atracción y repulsión de la luz descubiertas por el equipo de Tang actúan separadamente de la fuerza creada por la presión de radiación de la luz, la cual ejerce presión contra un objeto a medida que lo ilumina.

Para crear la fuerza de repulsión en un chip de silicio, el equipo dividió un rayo de luz infrarroja en dos rayos separados y forzó a cada uno a viajar por un nanocable de silicio cubriendo una longitud diferente, en un sistema llamado guía de ondas. Como resultado, los dos rayos de luz se desfasaron entre sí, creando una fuerza de repulsión de intensidad controlable: cuanto mayor sea la diferencia de fase, más fuerte será la fuerza.

En el trabajo también han intervenido Mo Li y Wolfram Pernice.

El uso de ambas fuerzas, la de atracción y la de repulsión, permite ahora a los científicos tener un mayor grado de control en el uso de la luz y poder manipular componentes con mayor capacidad de maniobra. Los investigadores han demostrado que estas dos fuerzas lumínicas son ajustables.

Este control no es posible en el espacio libre. Es sólo posible cuando la luz es confinada a las guías de ondas de tamaño nanométrico que son colocadas muy cerca una de la otra en el chip.

La fuerza de la luz es interesante porque actúa de modo opuesto a como lo hacen los objetos eléctricamente cargados. Las cargas eléctricas opuestas se atraen entre sí, mientras que en este caso los rayos de luz con fase distinta se repelen entre sí.

Estas fuerzas lumínicas algún día podrían controlar dispositivos de telecomunicaciones que requerirían una ínfima parte de la energía consumida por los convencionales, y que serían mucho más rápidos que estos. Otra de las muchas ventajas de utilizar la luz en vez de la electricidad es que la luz puede ser enrutada a través de un circuito casi sin interferencia alguna sobre la señal.

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