Torcer luz mediante sonido

Es bien sabido que durante una tormenta resulta habitual oír el trueno después de ver el relámpago. Eso se debe a que el sonido viaja mucho más lento (343 metros por segundo) que la luz (300.000 kilómetros por segundo). Difícilmente el sonido podría influir sobre la luz en este caso.

Ahora, unos científicos de la Universidad de Minnesota en Estados Unidos han desarrollado un chip en el que se generan y confinan juntos tanto ondas de sonido como de luz, de manera que el sonido puede controlar a esta última de forma muy eficiente. El novedoso aparato podría mejorar los sistemas de comunicaciones inalámbricos que utilizan fibras ópticas y acabar siendo empleado para la computación basada en la física cuántica.

El singular chip está hecho con una base de silicio recubierta con una capa de nitruro de aluminio que conduce carga eléctrica. Aplicar una señal eléctrica alterna al material hace que este se deforme periódicamente y genere ondas de sonido que crecen en su superficie, de manera similar a las ondas sísmicas que crecen en el centro de un terremoto. La tecnología ha sido utilizada ampliamente en teléfonos móviles y otros dispositivos inalámbricos.

El avance logrado en el nuevo chip por Mo Li y Semere Tadesse consiste en integrar circuitos ópticos con dispositivos acústicos en la misma capa de material, para lograr conseguir una interacción extremadamente fuerte entre las ondas de luz y de sonido.

Los investigadores utilizaron tecnología de nanofabricación de vanguardia para hacer conjuntos de electrodos con un grosor de solo 100 nanómetros para excitar ondas sonoras hasta una frecuencia muy elevada y sin precedentes, superior a los 10 GHz, la frecuencia utilizada para las comunicaciones por satélite.

Lo destacable es que a esta alta frecuencia, la longitud de onda del sonido es incluso más corta que la longitud de onda de la luz. Esto se ha conseguido por vez primera en este chip. En este régimen sin precedentes, el sonido puede interactuar con la luz de manera muy eficiente, alcanzando una modulación de alta velocidad.

Además de su uso en aplicaciones de comunicaciones, el chip podría tener una gran utilidad en el campo de la computación cuántica. Los creadores del chip planean usar ondas sonoras como portadoras de información en sistemas de computación cuántica.

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