Científicos proponen fuentes de luz súper brillantes alimentadas por cuasipartículas.

19 de octubre de 2023

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por la Universidad de Rochester

Un equipo internacional de científicos está reconsiderando los principios básicos de la física de la radiación con el objetivo de crear fuentes de luz superbrillantes. En un nuevo estudio publicado en Nature Photonics, investigadores del Instituto Superior Técnico (IST) en Portugal, la Universidad de Rochester, la Universidad de California, Los Ángeles y el Laboratoire d'Optique Appliquée en Francia propusieron formas de utilizar cuasipartículas para crear fuentes de luz tan poderosas como las más avanzadas que existen hoy en día, pero mucho más pequeñas.

Las cuasipartículas se forman por la sincronización de muchos electrones. Pueden viajar a cualquier velocidad, incluso más rápido que la luz, y resistir fuerzas intensas, como las cerca de un agujero negro.

"El aspecto más fascinante de las cuasipartículas es su capacidad para moverse de formas que no serían permitidas por las leyes de la física que rigen las partículas individuales", dice John Palastro, un científico senior del Laboratorio de Energetica Laser, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica y profesor asociado en el Instituto de Óptica.

Palastro y sus colegas estudiaron las propiedades únicas de las cuasipartículas en plasmas mediante la realización de simulaciones computacionales avanzadas en supercomputadoras disponibles a través del European High-Performance Computing Joint Undertaking. Ven aplicaciones prometedoras para fuentes de luz basadas en cuasipartículas, incluyendo imágenes no destructivas para escanear virus, comprensión de procesos biológicos como la fotosíntesis, fabricación de chips de computadora y exploración del comportamiento de la materia en planetas y estrellas.

"La flexibilidad es enorme", dice Bernardo Malaca, estudiante de doctorado en IST y autor principal del estudio. "Aunque cada electrón realiza movimientos relativamente simples, la radiación total de todos los electrones puede imitar la de una partícula que se mueve más rápido que la luz o una partícula oscilante, aunque no haya un solo electrón localmente que se mueva más rápido que la luz o un electrón oscilante."

Las fuentes de luz basadas en cuasipartículas podrían tener una ventaja distinta sobre las formas existentes, como los láseres de electrones libres, que son escasos y masivos, lo que los hace imprácticos para la mayoría de los laboratorios, hospitales y empresas. Con la teoría propuesta en el estudio, las cuasipartículas podrían producir luz increíblemente brillante con solo una pequeña distancia que recorrer, lo que podría desencadenar avances científicos y tecnológicos generalizados en laboratorios de todo el mundo.

Información de la revista: Nature Photonics

Proporcionado por: University of Rochester