Un experimento de física de principios del siglo XIX, que alguna vez se usó para demostrar que la luz se comporta como una onda, ha sido reutilizado para crear estructuras de luz exóticas que algún día podrían almacenar datos en futuras computadoras. Investigadores de la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur generaron skyrmiones ópticos, diminutos patrones en espiral en la luz, simplemente iluminando un pequeño disco circular con un láser. El método evita los costosos materiales diseñados que los científicos antes creían necesarios.
Un fenómeno clásico de la luz encuentra un nuevo propósito
La técnica se basa en la mancha de Poisson, un efecto óptico bien conocido observado por primera vez a principios del siglo XIX. Cuando una fuente de luz coherente, como un láser, golpea un objeto circular, aparece un punto brillante en el centro de la sombra. Ese punto brillante, llamado mancha de Poisson, fue central en un debate científico sobre si la luz viaja solo como partículas en línea recta o se dobla como una onda. Su descubrimiento ayudó a confirmar que la luz se difracta, lo que significa que se extiende y se curva alrededor de obstáculos.
Cuatro tipos de skyrmiones en un solo punto
Los skyrmiones ópticos son patrones estables y giratorios formados dentro de las propiedades de la luz. Su estructura se ha comparado con las púas de un erizo. Debido a que pueden codificar y almacenar información, los investigadores los ven como bloques de construcción prometedores para futuras tecnologías de almacenamiento de datos, comunicaciones y computación. El equipo de la NTU descubrió que una sola mancha de Poisson contiene cuatro tipos diferentes de skyrmiones ópticos. Ese hallazgo fue una sorpresa, ya que los métodos anteriores requerían metamateriales complejos para producir incluso un solo tipo.
Por qué les importa a los investigadores locales
El trabajo fue dirigido por el profesor asistente de Nanyang, Shen Yijie, de la Escuela de Ciencias Físicas y Matemáticas y la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la NTU. Los hallazgos fueron publicados en la revista Optica. Para los investigadores en Singapur y más allá, el atractivo es la simplicidad. En lugar de depender de metamateriales costosos y altamente diseñados o técnicas especializadas, el equipo creó skyrmiones ópticos usando una configuración básica. Como señaló Shen, el método reduce la barrera técnica para producir y estudiar estas estructuras de luz, haciéndolas más accesibles para los científicos que quieren explorar su potencial en la investigación óptica, de materiales y computacional.
Lo que esto significa para la computación
Los skyrmiones ópticos aún están lejos de aparecer en dispositivos comerciales. Pero la capacidad de generarlos con un láser y un disco les da a los investigadores una plataforma sencilla para estudiar cómo se comportan y cómo podrían controlarse. Si los skyrmiones pueden codificar información de manera confiable, podrían ofrecer una nueva forma de almacenar y procesar datos usando luz en lugar de electricidad. Eso representaría un cambio fundamental en la forma en que se construyen las computadoras. Por ahora, el trabajo muestra que a veces la tecnología más avanzada puede comenzar con los trucos más antiguos.
