Los científicos están utilizando ondas de luz para acelerar las supercorrientes y acceder a las propiedades únicas del mundo cuántico, incluidas las emisiones de luz prohibidas que algún día podrían aplicarse a computadoras cuánticas de alta velocidad, comunicaciones y otras tecnologías.
Los científicos han visto cosas inesperadas en las supercorrientes electricidad que se mueve a través de materiales sin resistencia, generalmente a temperaturas súper frías que rompen la simetría y se supone que están prohibidas por las leyes convencionales de la física, dijo Jigang Wang, profesor defísica y astronomía en la Universidad Estatal de Iowa, científico sénior en el Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU. y líder del proyecto.
El laboratorio de Wang ha sido pionero en el uso de pulsos de luz a frecuencias de terahercios, billones de pulsos por segundo, para acelerar pares de electrones, conocidos como pares de Cooper, dentro de las supercorrientes. En este caso, los investigadores rastrearon la luz emitida por los pares de electrones acelerados.descubrieron que eran "emisiones de luz del segundo armónico", o luz al doble de la frecuencia de la luz entrante utilizada para acelerar los electrones.
Eso, dijo Wang, es análogo al cambio de color del espectro rojo al azul profundo.
"Se supone que estas segundas emisiones armónicas de terahercios están prohibidas en los superconductores", dijo. "Esto va en contra de la sabiduría convencional".
Wang y sus colaboradores, incluidos Ilias Perakis, profesor y presidente de física en la Universidad de Alabama en Birmingham y Chang-beom Eom, el presidente de ingeniería Raymond R. Holton y profesor Theodore H. Geballe en la Universidad de Wisconsin-Madison: informe su descubrimiento en un artículo de investigación que acaba de publicar en línea la revista científica Cartas de revisión física .
"La luz prohibida nos da acceso a una clase exótica de fenómenos cuánticos, es decir, la energía y las partículas a pequeña escala de átomos, llamadas precesiones de pseudo-espín Anderson prohibidas", dijo Perakis.
Los fenómenos llevan el nombre del fallecido Philip W. Anderson, co-ganador del Premio Nobel de Física de 1977 que realizó estudios teóricos de los movimientos de electrones dentro de materiales desordenados como el vidrio que carecen de una estructura regular.
Los estudios recientes de Wang han sido posibles gracias a una herramienta llamada espectroscopía de terahercios cuánticos que puede visualizar y dirigir electrones. Utiliza destellos de láser de terahercios como botón de control para acelerar las supercorrientes y acceder a nuevos y potencialmente útiles estados cuánticos de la materia. The National Science Foundationha apoyado el desarrollo del instrumento, así como el estudio actual de la luz prohibida.
Los científicos dicen que el acceso a este y otros fenómenos cuánticos podría ayudar a impulsar grandes innovaciones :
Sin embargo, antes de que puedan llegar allí, los investigadores necesitan explorar más el mundo cuántico. Y esta emisión de luz armónica prohibida en los superconductores, dijo Wang, representa "un descubrimiento fundamental de la materia cuántica".
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Iowa . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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