La comprensión generalizada de la radiación electromagnética ha sido cuestionada en una investigación recientemente publicada dirigida por la Universidad de Strathclyde.
El estudio encontró que la correspondencia directa normal entre los anchos de banda de la fuente actual y la radiación emitida puede romperse. Esto se logró mediante la extracción de radiación de banda estrecha con alta eficiencia, sin hacer la oscilación de la banda estrecha actual.
El hallazgo produjo fuentes de luz de banda estrecha en medios donde la radiación electromagnética normalmente no sería posible. Es una herramienta poderosa para los científicos que les permite comprender las complejidades de cómo los materiales, o incluso las moléculas biológicas, se comportan bajo diferentes condiciones, lo que haun gran impacto en la vida de las personas a través del desarrollo de nuevos productos y tratamientos médicos.
La investigación, publicada en Scientific Reports, también involucró a investigadores del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan UNIST y del Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju GIST, ambos en Corea del Sur.
El profesor Dino Jaroszynski, del Departamento de Física de Strathclyde, dirigió el estudio. Dijo: "Las fuentes de luz coherentes, como los láseres, tienen muchos usos, desde la comunicación hasta el sondeo de la estructura de la materia. La fuente más simple de radiación electromagnética coherente es un sistema eléctrico oscilantecorriente en una antena. Sin embargo, hay muchos otros dispositivos que se basan en estas leyes básicas de la física, como el láser de electrones libres, que produce radiación de rayos X coherente, o magnetrones que se encuentran en hornos de microondas.
"Nuestro estudio ha demostrado que algunos medios comunes con propiedades ópticas interesantes se pueden aprovechar si incrustamos, o enterramos, una fuente de corriente oscilante en ellos. Los medios como plasma, semiconductores y estructuras fotónicas tienen un 'corte', donde no es posible la propagación de radiación electromagnética con frecuencias inferiores a la frecuencia de 'corte'; notamos que la impedancia de radiación aumenta en el corte.
"Una consecuencia de esto es que, para una fuente de corriente de banda ancha inmersa en este tipo de medio dispersivo, el 'modo' de frecuencia de corte se mejora selectivamente debido a la ley de Ohm, lo que resulta en una emisión de ancho de banda estrecho. Lo curioso es quela física novedosa aún debería estar oculta en el comportamiento de corte clásico; en nuestra investigación, descubrimos una cara oculta del corte y nos dimos cuenta de un nuevo paradigma de fuentes de luz de banda estrecha en medios que normalmente no permitirían la propagación de la radiación electromagnética.es una idea notablemente simple basada en una teoría física directa que parece haberse pasado por alto.
"Este es un descubrimiento teórico muy emocionante que surge de una colaboración intercontinental muy fructífera. Muestra que siempre debemos mantener una mente abierta y cuestionar incluso suposiciones muy básicas. Esperamos demostrar este fenómeno en Strathclyde-basedCentro escocés para la aplicación de aceleradores basados en plasma; existen numerosas aplicaciones de radiación electromagnética y la fuente propuesta debería tener un gran impacto si podemos demostrarlo experimentalmente ".
El profesor Min Sup Hur de UNIST, República de Corea del Sur, que dirige el trabajo de UNIST, dijo: "Este nuevo descubrimiento es científicamente interesante, porque nos lleva a ver el fenómeno de la radiación electromagnética desde un punto de vista completamente diferente. Esperamosla fructífera colaboración internacional, que nos llevó a este descubrimiento teórico, continuará con la demostración experimental de la idea "
Las fuentes de luz modernas o, más generalmente, las fuentes electromagnéticas utilizadas como herramientas científicas requieren buena coherencia, monocromaticidad y alta potencia de emisión. La coherencia y el ancho de banda estrecho, o monocromaticidad, son propiedades importantes de la radiación electromagnética que permiten su uso.para observar los cambios en la estructura de los materiales sujetos a estímulos, como un pulso láser corto e intenso; las propiedades del material se deducen de los cambios que se hacen evidentes en los estudios de bomba-sonda. Una analogía sería hacer una película al reunir muchas instantáneas de lapso de tiempopara animar los cambios que están ocurriendo en el material después de haber sido estimulado.
El principal desafío es hacer que las fuentes de alta potencia de radiación electromagnética sean monocromáticas. Esto a menudo se hace haciendo que la corriente oscilante de banda estrecha o filtrando el espectro, lo cual es extremadamente ineficiente. Es complicado y puede ser costoso reducir el ancho de banda de unfuente de corriente mientras mantiene o aumenta su potencia radiada.
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Materiales proporcionado por Universidad de Strathclyde . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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