Los dispositivos basados en luz, en lugar de electrones, podrían revolucionar la velocidad y la seguridad de nuestras futuras computadoras. Sin embargo, uno de los principales desafíos en la física actual es el diseño de dispositivos fotónicos, capaces de transportar y cambiar la luz a través de circuitos en un establoSergej Flach, Director del Centro de Física Teórica de Sistemas Complejos, dentro del Instituto de Ciencias Básicas IBS y colegas de la Universidad Técnica Nacional de Atenas y la Universidad de Patras Grecia han estudiado cómo lograr un sistema más estable.propagación de luz para futuras tecnologías ópticas. Su modelo fue publicado recientemente en Informes científicos .
Las fibras ópticas pueden transportar una gran cantidad de información y ya se utilizan en muchos países para las comunicaciones por teléfono, internet y televisión. Sin embargo, cuando la luz viaja largas distancias a través de estas fibras, sufre pérdidas y fugas, lo que podría provocar unapérdida de información. Para compensar este problema, los amplificadores se colocan a intervalos específicos para amplificar la señal. Por ejemplo, se necesitan amplificadores en los cables de comunicaciones submarinas que permiten la transferencia de datos digitales entre todos los continentes excepto la Antártida. Investigadoreshan intentado construir fibras donde la señal es estable a lo largo de la ruta y no necesita amplificadores, utilizando la llamada "simetría PT". P significa inversión de paridad y T para inversión de tiempo.
La simetría PT se puede simplificar con un ejemplo. Imagine una situación en la que dos automóviles viajan a la misma velocidad en algún momento. Sin embargo, un automóvil está acelerando y el otro está desacelerando. Uso de la inversión de paridad P cambiamos un automóvil por el otro. Usando la inversión de tiempo T retrocedemos en el tiempo. Si está en el automóvil que está acelerando, puede saltar al automóvil que está disminuyendo la velocidad P y también puede regresartiempo T. Como resultado, terminarás con la misma velocidad que el auto que acelera. Los autos son como ondas de luz dentro de las fibras ópticas y la velocidad es una representación de la intensidad de la luz. El salto simboliza la transferenciade luz de una fibra a otra, lo que ocurre cuando las ondas de luz que se propagan en cada fibra se superponen parcialmente entre sí, a través de un fenómeno llamado túnel.
La idea de la simetría PT es que uno puede equilibrar cuidadosamente la intensidad de la luz dentro de las fibras y lograr una propagación estable. Los investigadores esperaban que la simetría PT fuera la solución para lograr una propagación estable en dispositivos totalmente ópticos diodos, transistores, interruptores, etc.Sin embargo, la propagación estable sigue siendo un desafío porque las condiciones de simetría PT deben equilibrarse con extremo cuidado y porque el material de las fibras reacciona y destruye el equilibrio exacto. En el ejemplo de los automóviles, para lograr una simetría PT perfecta, necesitaría autos y condiciones de la calle realmente idénticos. La realidad es, por supuesto, muy diferente.
El equipo liderado por IBS descubrió que la estabilidad de la propagación de la luz se puede lograr rompiendo la simetría PT de forma controlada. En el ejemplo de los automóviles, tendría que elegir dos automóviles que sean realmente diferentes por ejemplo, unotiene un mejor motor que el otro, pero eliges las diferencias deliberadamente
"Tiene el potencial de realizar muchos de los elementos de la lista de deseos de la simetría PT, al romper la simetría PT. Pero tiene que romperla de la manera correcta", explica el profesor Flach. "Ahora sabemoscómo ajustar las características de los acopladores de fibra para lograr una propagación constante de la luz de larga duración ".
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Básicas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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