Nuevo modo de convertir electricidad en luz

Unos investigadores han descubierto una nueva forma de convertir electricidad en luz, usando grafeno. Reduciendo la velocidad de la luz hasta una más lenta que la del flujo de electrones, los investigadores crear una especie de “estampido sónico” óptico.

Cuando un avión empieza a moverse más rápido que la velocidad del sonido, crea una onda de choque que produce un bien conocido sonido estruendoso. Ahora, unos investigadores han descubierto un proceso similar en una lámina de grafeno, en la que un flujo de corriente eléctrica puede, bajo ciertas circunstancias, exceder la velocidad de la luz ralentizada y producir una especie de “estallido” óptico: un rayo de luz intenso y enfocado.

Esta forma totalmente nueva de convertir electricidad en radiación visible es muy controlable, rápida y eficiente, como han comprobado los investigadores, y podría llevarnos a una amplia gama de nuevas aplicaciones.

El descubrimiento es obra de Marin Soljacic, Ido Kaminer y John Joannopoulos, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos, así como seis científicos más en Israel, Croacia y Singapur.

El fenómeno que ha aprovechado el equipo se llama efecto Cherenkov, y fue descrito por vez primera hace 80 años por el físico soviético Pável Cherenkov. Asociado normalmente con fenómenos astronómicos y aprovechado como una forma de detectar partículas cósmicas ultrarrápidas mientras cruzan el universo, y también para detectar partículas resultantes de colisiones de alta energía en aceleradores de partículas, dicho efecto no había sido considerado de interés para la tecnología de índole terrestre porque solo funciona con objetos que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz. Pero la ralentización de la luz dentro de una lámina de grafeno proporcionó la oportunidad de aprovechar este efecto de una forma práctica.

El dibujo ilustra el proceso de emisión de luz desde una lámina de grafeno, representada como una retícula azul sobre la superficie superior de un material de soporte. La flecha de color claro que se mueve hacia arriba en el centro ilustra un electrón que se mueve rápido. Dado que el electrón se mueve más rápido que la propia luz, la cual ha sido ralentizada, genera una onda de choque, que disemina plasmones, mostrados como líneas rojas zigzagueantes, en dos direcciones. (Imagen: cortesía de los investigadores)

Hay muchas maneras diferentes de convertir electricidad en luz, desde los filamentos de tungsteno calentados que Thomas Edison perfeccionó hace más de un siglo, a los tubos fluorescentes, pasando por los diodos emisores de luz (LED) que alimentan muchas pantallas y que resultan cada vez más atractivos para la iluminación del hogar. Sin embargo, los resultados de la nueva investigación podrían conducir a una nueva manera de convertir electricidad en luz, con la ventaja de resultar más eficiente, más compacta y mejor ajustables que todas las demás, al menos para algunas aplicaciones.

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