Un grupo de investigadores de la Universidad de Manitoba en Canadá y de la Universidad de Lanzhou en China ha logrado un avance significativo en la manipulación de la velocidad de la luz a través de un dispositivo de magnonica de cavidad. Esta innovadora técnica permite controlar de forma no recíproca la velocidad de la luz, lo que podría revolucionar el desarrollo de tecnologías avanzadas, incluyendo sistemas de comunicación de alta velocidad y dispositivos de procesamiento de información cuántica.
Tradicionalmente, las técnicas utilizadas para manipular la velocidad de la luz, como la transparencia inducida electromagnéticamente (EIT), se basan en efectos de interferencia cuántica en un medio. Sin embargo, estas metodologías solamente permiten un control recíproco de la velocidad grupal, lo que significa que un haz de luz se comportará de la misma manera independientemente de la dirección en la que se propague. La capacidad de controlar la velocidad de la luz de manera no recíproca abre la puerta a un potencial sin precedentes en el diseño de dispositivos que puedan optimizar la transmisión de señales en direcciones específicas y a velocidades deseadas.
Avances en la investigación de magnonica
En su estudio, publicado en Physical Review Letters, los investigadores utilizaron un sistema que combina fotones de microondas con magnones, que son cuanta de las oscilaciones de los espines electrónicos en los materiales. Esta combinación se logra mediante un dispositivo que incluye un resonador dieléctrico y una esfera de garnet de hierro y itrio (YIG), un material que presenta propiedades magnéticas intrínsecas.
El profesor Can-Ming Hu, líder del grupo de spintrónica dinámica en la Universidad de Manitoba, explicó que su técnica permite una transmisión de señales no recíproca con un ratio de aislamiento considerable y una controlabilidad flexible. En experimentos previos, el grupo había logrado manipular la amplitud de la luz en una única dirección, pero el estudio actual se centra también en la manipulación de la fase de la luz, un aspecto que determina la velocidad de los pulsos de información.
Los investigadores llevaron a cabo experimentos en los que enviaron pulsos de microondas a través de su sistema desde dos direcciones diferentes. Al comparar la velocidad de estos pulsos con una trayectoria de referencia, observaron efectos de avance y retraso notables, lo que confirma la capacidad de propagar luz en ambas direcciones, pero a velocidades distintas. Este descubrimiento es fundamental, ya que permite avanzar en el diseño de componentes esenciales para sistemas de comunicación, como el aislamiento y la circulación de señales.
Con el objetivo de mejorar aún más su metodología, el equipo de Hu planea implementar nuevas técnicas en su dispositivo para aumentar la magnitud de los efectos de retraso y avance observados. Aunque el efecto actual es prometedor, el investigador advierte que las mejoras son necesarias para lograr aplicaciones prácticas en el futuro.
