Fusión de puntos de Dirac tipo I y tipo II con inversión de quiralidad (una de las cinco figuras incluidas en el artículo original (captura de pantalla)

LONDRES. La revolución científico técnica que está ocurriendo nos lleva de asombro en asombro. Todo parece de ciencia ficción.

Ahora un grupo de científicos ha descubierto nuevas partículas que podrían estar en el centro de un nuevo salto futuro de la revolución tecnológica basada en los circuitos fotónicos, lo que lleva a una computación ultrarrápida basada en la luz.

Para que se entienda, la tecnología informática actual se basa en la electrónica, donde los electrones se utilizan para codificar y transportar información. Debido a algunas limitaciones fundamentales, como la pérdida de energía a través del calentamiento resistivo, se espera que los electrones eventualmente deban ser reemplazados por fotones, lo que conducirá a computadoras futuristas basadas en la luz que son mucho más rápidas y más eficientes que las electrónicas actuales.

Un grupo de físicos de la Universidad de Exeter, en Devon, al sureste de Inglaterra, publicó el 6 de junio pasado que habían dado un paso importante hacia este objetivo, ya que han descubierto nuevas partículas de media materia-de media luz que heredan algunas de las características notables del grafeno, el llamado «material maravilloso».

Este descubrimiento abre la puerta al desarrollo de circuitos fotónicos utilizando estas partículas alternativas, conocidas como ‘polaritones de Dirac sin masa’, para transportar información en lugar de electrones.

Los polaritones de Dirac emergen en las metasuperficies de nido de abeja, que son materiales ultra delgados diseñados para tener una estructura en nanoescala, mucho más pequeña que la longitud de onda de la luz.

Una característica única de las partículas de Dirac es que imitan partículas relativistas sin masa, lo que les permite viajar de manera muy eficiente. Este hecho hace del grafeno uno de los materiales más conductores conocidos por el hombre.

Sin embargo, a pesar de sus extraordinarias propiedades, es muy difícil controlarlas. Por ejemplo, en el grafeno es imposible activar o desactivar las corrientes eléctricas utilizando un potencial eléctrico simple, lo que dificulta la implementación potencial del grafeno en dispositivos electrónicos.

Este inconveniente fundamental, la falta de capacidad de ajuste, ha sido superado con éxito de manera única por los físicos de la Universidad de Exeter, encabezados por Charlie-Ray Mann, autor principal del artículo publicado en la revista Nature Communications, quien explica: «Para el grafeno, uno generalmente tiene que modificar la red de nido de abeja para cambiar sus propiedades, por ejemplo, forzando la red de nido de abeja, que es extremadamente difícil de hacer de manera controlada. »

«La diferencia clave aquí es que los polaritones de Dirac son partículas híbridas, una mezcla de componentes de luz y materia. Es esta naturaleza híbrida la que nos presenta una forma única de ajustar sus propiedades fundamentales, mediante la manipulación de su componente de luz, algo que es imposible hacer en grafeno», explicó.

Los investigadores muestran que al incrustar la meta-superficie de panal de abeja entre dos espejos reflectantes y al cambiar la distancia entre ellos, se pueden ajustar las propiedades fundamentales de los polaritones de Dirac de una manera simple, controlable y reversible.

«Nuestro trabajo tiene implicaciones cruciales para los campos de investigación de la fotónica y de las partículas de Dirac», agregó el Dr. Eros Mariani, investigador principal del estudio.

«Hemos demostrado la capacidad de ralentizar o incluso detener las partículas de Dirac, y modificar su estructura interna, su «quiralidad» en términos técnicos, lo cual es imposible de hacer en el propio grafeno», expresó.

«Los logros de nuestro trabajo constituirán un paso clave a lo largo de la revolución de los circuitos fotónicos», sentenció el físico.

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