Detectar luz más allá del rango rojo visible de nuestros ojos es difícil de hacer, porque la luz infrarroja transporta muy poca energía en comparación con el calor ambiental a temperatura ambiente. Esto oscurece la luz infrarroja a menos que los detectores especializados se enfríen a temperaturas muy bajas, lo cual es caroy de uso intensivo de energía.
Ahora, investigadores dirigidos por la Universidad de Cambridge han demostrado un nuevo concepto en la detección de luz infrarroja, mostrando cómo convertirla en luz visible, que se detecta fácilmente.
En colaboración con colegas del Reino Unido, España y Bélgica, el equipo utilizó una sola capa de moléculas para absorber la luz del infrarrojo medio dentro de sus enlaces químicos vibrantes. Estas moléculas en movimiento pueden donar su energía a la luz visible que encuentran ''.convirtiéndolo en emisiones más cercanas al extremo azul del espectro, que luego pueden ser detectadas por cámaras modernas de luz visible.
Los resultados, informados en la revista ciencia , abre nuevas formas de bajo costo para detectar contaminantes, rastrear cánceres, verificar mezclas de gases y detectar de forma remota el universo exterior.
El desafío al que se enfrentaron los investigadores fue asegurarse de que las moléculas que temblaban se encontraran con la luz visible lo suficientemente rápido. "Esto significaba que teníamos que atrapar la luz con mucha fuerza alrededor de las moléculas, apretándola en grietas rodeadas de oro", dijo el primer autor Angelos.Xomalis del Laboratorio Cavendish de Cambridge.
Los investigadores idearon una forma de intercalar capas moleculares individuales entre un espejo y pequeños trozos de oro, solo posible con 'metamateriales' que pueden torcer y exprimir la luz en volúmenes mil millones de veces más pequeños que un cabello humano.
"Atrapar estos diferentes colores de luz al mismo tiempo fue difícil, pero queríamos encontrar una manera que no fuera costosa y pudiera producir fácilmente dispositivos prácticos", dijo el coautor, el Dr. Rohit Chikkaraddy del Laboratorio Cavendish, quienideó los experimentos basados en sus simulaciones de luz en estos bloques de construcción.
"Es como escuchar ondas sísmicas de ondulación lenta al chocarlas con la cuerda de un violín para obtener un silbido alto que sea fácil de escuchar y sin romper el violín", dijo el profesor Jeremy Baumberg, del Centro de nanofotónica del Laboratorio Cavendish de Cambridge, quedirigió la investigación.
Los investigadores enfatizan que, si bien es temprano, hay muchas formas de optimizar el rendimiento de estos detectores moleculares económicos, que luego pueden acceder a información rica en esta ventana del espectro.
Desde observaciones astronómicas de estructuras galácticas hasta la detección de hormonas humanas o los primeros signos de cánceres invasivos, muchas tecnologías pueden beneficiarse de este nuevo avance en el detector.
La investigación fue realizada por un equipo de la Universidad de Cambridge, KU Leuven, University College London UCL, Faraday Institution y Universitat Politècnica de València.
La investigación está financiada como parte de una inversión del Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas EPSRC del Reino Unido en el Centro NanoPhotonics de Cambridge, así como en el Consejo Europeo de Investigación ERC, Trinity College Cambridge y KU Leuven.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Cambridge . El texto original de esta historia tiene licencia a Licencia Creative Commons . Nota: el contenido puede editarse por estilo y longitud.
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