Los físicos del Laboratorio de Física de Attosegundos del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica y la Ludwig-Maximilians-Universität Munich, en colaboración con científicos de la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, han observado un fenómeno de materia luminosa en nanoóptica., que dura solo attosegundos.
La interacción entre la luz y la materia es de importancia clave en la naturaleza, el ejemplo más destacado es la fotosíntesis. Las interacciones entre la luz y la materia también se han utilizado ampliamente en la tecnología y seguirán siendo importantes en la electrónica del futuro. Una tecnología que podríatransferir y guardar datos codificados en ondas de luz sería 100.000 veces más rápido que los sistemas actuales. Científicos del Laboratorio de Física de Attosegundos LAP en elLudwig-Maximilians-Universität LMU y el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica MPQ, en colaboración con colegas de la Cátedra de Física Láser de la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Los investigadores enviaron intensos pulsos de láser a un diminutonanoalambre hecho de oro. Los pulsos láser ultracortos excitaron las vibraciones de los electrones que se movían libremente en el metal. Esto resultó en "campos cercanos" electromagnéticos en el surface del alambre.Los campos cercanos oscilaron con un desplazamiento de unos pocos cientos de attosegundos con respecto al excitante campo láser un attosegundo es una mil millonésima de mil millonésima de segundo.Este cambio se midió utilizando pulsos de luz de attosegundos que los científicos enviaron posteriormente al nanoalambre.
Cuando la luz ilumina metales, puede resultar en cosas curiosas en el microcosmos en la superficie. El campo electromagnético de la luz excita las vibraciones de los electrones en el metal. Esta interacción causa la formación de 'campos cercanos' - campos electromagnéticoslocalizado cerca de la superficie del metal.
El comportamiento de los campos cercanos bajo la influencia de la luz ha sido investigado ahora por un equipo internacional de físicos en el Laboratorio de Física de Attosegundos de la Ludwig-Maximilians-Universität y el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en estrecha colaboración con científicos delCátedra de Física Láser en la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.
Los investigadores enviaron fuertes pulsos de láser infrarrojo en un nanoalambre de oro. Estos pulsos de láser son tan cortos que se componen de solo unas pocas oscilaciones del campo de luz. Cuando la luz iluminó el nanocable, excitó las vibraciones colectivas de los electrones conductores que rodean elátomos de oro. A través de estos movimientos de electrones, se crearon campos cercanos en la superficie del cable.
Los físicos querían estudiar la sincronización de los campos cercanos con respecto a los campos de luz. Para hacer esto, enviaron un segundo pulso de luz con una duración extremadamente corta de solo un par de cientos de attosegundos sobre la nanoestructura poco después de la primera luzpulso. El segundo destello liberó electrones individuales del nanoalambre. Cuando estos electrones alcanzaron la superficie, fueron acelerados por los campos cercanos y detectados. El análisis de los electrones mostró que los campos cercanos oscilaban con un cambio de tiempo de aproximadamente 250 attosegundoscon respecto a la luz incidente, y que eran líderes en sus vibraciones. En otras palabras: las vibraciones de campo cercano alcanzaron su amplitud máxima 250 attosegundos antes que las vibraciones del campo de luz.
"Los campos y las ondas superficiales en las nanoestructuras son de vital importancia para el desarrollo de la electrónica de ondas de luz. Con la técnica demostrada, ahora se pueden resolver de forma nítida", explicó el profesor Matthias Kling, líder del equipo que llevó a cabo los experimentos enMunich.
Los experimentos allanan el camino hacia estudios más complejos de la interacción luz-materia en metales que son de interés para la nanoóptica y la electrónica impulsada por la luz del futuro. Dicha electrónica funcionaría en las frecuencias de la luz. La luz oscila un millónmil millones de veces por segundo, es decir, con frecuencias de petahercios, unas 100.000 veces más rápido que la electrónica disponible en este momento. Se podría alcanzar el límite máximo de procesamiento de datos.
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Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Óptica Cuántica . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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