Fotones comportándose como electrones

Mediante algo definible coloquialmente como “sucedáneos de campos magnéticos ajustables” es factible hacer que los fotones emulen en algunos aspectos a los electrones.

Esta es la sorprendente conclusión a la que se ha llegado en una investigación realizada por Charlie-Ray Mann, Simon A. R. Horsley y Eros Mariani, físicos teóricos de la Universidad de Exeter en el Reino Unido.

Estos científicos han descubierto una forma ingeniosa de manipular los fotones (los constituyentes de la luz) usando una fuerza "sintética" de Lorentz. En la naturaleza, la fuerza de Lorentz es responsable de muchos fenómenos fascinantes, que van desde la aurora boreal, hasta el efecto Hall cuántico, cuyo descubrimiento fue galardonado con un Premio Nobel.

Cuando las partículas cargadas, como los electrones, pasan a través de un campo magnético, experimentan una fuerza de Lorentz debido a su carga eléctrica, que curva su trayectoria alrededor de las líneas del campo magnético.

Sin embargo, debido a que los fotones no llevan una carga eléctrica, no pueden ser controlados directamente usando campos magnéticos reales ya que no experimentan una fuerza de Lorentz, una limitación severa que es dictada por las leyes fundamentales de la física.

Deformando del modo idóneo una metasuperficie peculiar, es factible generar lo que coloquialmente se puede definir como un sucedáneo de campo magnético, ajustable, para los fotones. (Imagen: University of Exeter)

El equipo de investigación ha demostrado que es posible crear sucedáneos de campos magnéticos para los fotones mediante la distorsión de unas metasuperficies especiales parecidas a un panal de abejas. Se trata de superficies ultradelgadas (de grosor esencialmente molecular) que están diseñadas para actuar mediante una estructura mucho más pequeña que la longitud de onda de la luz.

El equipo cree que la nueva investigación podría tener importantes aplicaciones prácticas para futuros dispositivos basados en el uso de fotones, ya que proporciona una novedosa forma de manipular los fotones por debajo del límite de difracción, una frontera que ha limitado mucho el avance de diversas tecnologías. (Fuente: NCYT de Amazings)