Los pulsos de luz cortos y rotativos revelan mucho sobre la estructura interna de los materiales. Un equipo internacional de físicos dirigido por la profesora Misha Ivanov del Instituto Max Born de Óptica No Lineal y Espectroscopía de Pulso Corto MBI ha desarrollado una nuevamétodo para caracterizar con precisión esos pulsos de luz extremadamente cortos. Los resultados de la investigación se han publicado en Comunicaciones de la naturaleza .
No toda la luz es igual: dependiendo de cómo esté preparada, puede existir en formas muy diferentes. No solo podemos elegir diferentes longitudes de onda o colores sino que, como onda electromagnética, la luz también puede exhibir diferentes formas de oscilación. Puedeocurren en diferentes polarizaciones, por ejemplo, ya sea polarizadas linealmente o polarizadas circularmente, donde las oscilaciones de los campos electromagnéticos siguen una línea o giran en círculos, respectivamente. Sobre todo, los pulsos extremadamente cortos de ondas de luz polarizadas son excelentes para estudiar muchas diferentestipos de materiales. Tenemos métodos para producir tales pulsos, pero estos métodos ya están superando los límites de la viabilidad técnica y los pulsos de luz no siempre se producen con las propiedades deseadas.
Un nuevo método ahora nos permite caracterizar estos pulsos de luz cortos con una precisión sin precedentes. El problema comienza con el hecho de que los procesos de interés que tienen lugar dentro de la materia, que nos gustaría estudiar con nuestros pulsos de luz, son extremadamente efímerosEn consecuencia, los pulsos de luz deben ser igualmente cortos, en el rango de alrededor de 100 attosegundos billonésimas de billonésima de segundo. En este período de tiempo inimaginablemente corto, una onda de luz solo puede experimentar unas pocas rotaciones. Incluso usando el último lásermétodos para producir tales pulsos ultracortos, puede suceder fácilmente que la onda de luz no salga girando de la manera correcta.
El concepto para el nuevo método se puede describir de la siguiente manera: se dispara un pulso de luz extremadamente corto, de alta energía y polarizado circularmente en un átomo o un cuerpo sólido donde, al ser absorbido, el pulso de luz golpea un electrón fuera delEste electrón transporta información sobre la onda de luz y además puede revelar pistas sobre las propiedades de la muestra que se está examinando. Debido a que los pulsos de luz están polarizados circularmente, los electrones expulsados también salen volando con un movimiento giratorio.
"Puede comparar los electrones que se expulsan con un rociador de un solo brazo, que continúa girando en la dirección que desea, o que sigue tartamudeando e incluso cambiando su dirección", dice Misha Ivanov, Jefa del Departamento de Teoría deel Instituto Max Born. Si se permite que el aspersor funcione por un tiempo, entonces mojará el césped en un círculo completo, independientemente de si gira constantemente o no. Por lo tanto, solo mirar el césped no revelará si el aspersorha estado girando exactamente de la manera deseada o no ". Pero si llega un viento racheado, entonces podemos distinguir si el aspersor ha estado girando de manera regular o irregular", dice Ivanov. Si el viento sopla alternativamente de izquierda a derechacuando el brazo del aspersor mire hacia la izquierda o hacia la derecha, entonces el parche de hierba mojada no será circular, sino más bien de forma elíptica. Un aspersor que gira de forma completamente irregular conjuraría mágicamente una elipse sobre la hierba estirada en la dirección del vientoection, mientras que un aspersor que gira regularmente mostrará una elipse inclinada.
Este "viento" se agrega al experimento en forma de un pulso láser infrarrojo cuyas oscilaciones están perfectamente sincronizadas con los pulsos ultracortos. La radiación infrarroja acelera el electrón hacia la izquierda o hacia la derecha, al igual que el viento sopla el aguagotas.
"Al medir los electrones, podemos determinar si el pulso de luz poseía la rotación constante deseada o no", dice el primer autor de la publicación en Comunicaciones de la naturaleza , investigador Álvaro Jiménez-Galán del Instituto Max Born. "Nuestro método permite caracterizar las propiedades de los pulsos de luz ultracortos con una precisión sin precedentes", agrega Jiménez-Galán. Y cuanto más precisamente se caracterizan estos pulsos de luz, másSe puede obtener información detallada sobre el lugar de origen del electrón dentro de un material exótico.
Esto es de especial importancia cuando se trata de estudiar toda una serie de materiales novedosos. Estos podrían incluir superconductores, que pueden conducir electricidad sin resistencia eléctrica, o materiales topológicos que exhiben un comportamiento exótico, cuya investigación obtuvo un Premio Nobel de Físicaen 2016. Materiales como estos podrían usarse para hacer una computadora cuántica, por ejemplo, o podrían permitir que procesadores y chips de memoria súper rápidos y eficientes en energía se incorporen en computadoras y teléfonos inteligentes normales.
El nuevo método de rociadores todavía solo existe en teoría por el momento, pero debería ser implementable en el futuro cercano ". Nuestros requisitos están totalmente dentro del último estado de la técnica, por lo que no hay nada que impida que esto se realice pronto,"Ivanov afirma.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Forschungsverbund Berlin . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :