Los investigadores han demostrado cómo los principios de la relatividad general abren la puerta a nuevas aplicaciones electrónicas, como una lente electrónica tridimensional y dispositivos electrónicos de invisibilidad. En un nuevo estudio financiado por la Academia de Finlandia, los investigadores de la Universidad de Aalto Alex Westström y Teemu Ojanenpropone un método para ir más allá de la relatividad especial y simular la teoría de la relatividad general de Einstein en semimetales Weyl no homogéneos. La teoría de los metamateriales de Weyl combina ideas de la física del estado sólido, la física de partículas y la cosmología y señala una forma de fabricar materiales metálicos de diseño donde los cargadores se muevencomo partículas en el espacio-tiempo curvo.
Los investigadores proponen metamateriales de Weyl, una generalización de los semimetales de Weyl, que permiten nuevos tipos de dispositivos electrónicos a través de la ingeniería de geometría.
"Los sistemas que presentamos ofrecen una ruta para hacer que los portadores de carga se muevan como si estuvieran viviendo en una geometría curva, proporcionando un laboratorio de mesa para simular la física cuántica en el espacio curvo y ciertos fenómenos cosmológicos", explica Alex Westström.
Los semimetales de Weyl son un ejemplo de materiales cuánticos recientemente descubiertos que han recibido mucha atención. Los portadores de carga en estos materiales se comportan como si fueran partículas sin masa que se mueven a la velocidad de la luz.
"Descubrimos que los metamateriales de Weyl pueden servir como una plataforma para dispositivos electrónicos exóticos como la lente de electrones 3D, donde las trayectorias de los portadores de carga se enfocan de manera similar a los haces de luz en una lente óptica", dice Teemu Ojanen.
La conducción eléctrica en los semimetales de Weyl refleja la física de la teoría especial de la relatividad de Einstein. Sin embargo, la relatividad especial también supone una ausencia de gravedad, que Einstein formuló como una geometría del espacio-tiempo.
La teoría de los metamateriales de Weyl también allana el camino para aplicaciones electrónicas fundamentalmente nuevas, por ejemplo, el desarrollo de dispositivos electrónicos de invisibilidad. La idea clave detrás de las aplicaciones potenciales es una geometría curva creada artificialmente, que dobla el movimiento de los portadores de carga en unmanera controlada
"En óptica, se sabe desde hace siglos que la luz siempre elige la trayectoria más rápida. En geometría curva, el camino más rápido no parece una línea recta para quienes observan desde el exterior. La funcionalidad de los dispositivos de invisibilidad óptica, donde los hacesEl hecho de que la luz evite un objeto oculto se basa en la aplicación de geometría de espacio curvo. Sería un gran avance en la investigación fundamental para lograr una funcionalidad similar en los sistemas electrónicos ", agrega Ojanen.
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Materiales proporcionado por Academia de Finlandia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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