El fenómeno de la transición de Anderson, que se manifiesta en sistemas desordenados, ha sido objeto de estudio por parte de un equipo de investigadores de la Universidad de Missouri, la Universidad de Yale y la Universidad de Grenoble Alpes. Su reciente trabajo, publicado en Physical Review Letters, se centra en la simulación del transporte de ondas luminosas en estructuras tridimensionales compuestas por esferas de perfecto conductor eléctrico, materiales que reflejan ondas electromagnéticas.
Este estudio amplía la investigación anterior sobre la localización de Anderson de la luz en medios aleatorios, explorando cómo se produce la transición entre un estado de difusión, donde las ondas se dispersan, y un estado de localización, en el que quedan atrapadas en regiones específicas. Esta evolución en la comprensión del fenómeno tiene implicaciones significativas para el desarrollo de tecnologías ópticas avanzadas.
Simulaciones avanzadas y descubrimientos relevantes
Los investigadores se propusieron determinar si el cruce entre difusión y localización en el medio examinado representa una auténtica transición de Anderson. Para ello, utilizaron un enfoque de escalado por tamaño finito, que les permitió estudiar este cruce a medida que aumentaba el tamaño del sistema tridimensional simulado. Gracias a las metodologías modernas de simulación, como el software Tidy3D, que permite simular el comportamiento de las ondas electromagnéticas, se lograron avances significativos en el entendimiento de este fenómeno.
Las simulaciones revelaron que la transición de la luz en sistemas desordenados tridimensionales pertenece a la misma clase de universalidad que otras transiciones de Anderson, lo que implica que las ondas electromagnéticas muestran un comportamiento fundamental similar al de electrones en metales desordenados. Este hallazgo refuerza la idea de que las transiciones de fase en sistemas físicos, aunque complejas, comparten características universales.
El estudio no solo proporciona un marco teórico robusto, sino que también abre la puerta a futuras investigaciones experimentales que buscan verificar la localización de Anderson de la luz en sistemas metálicos tridimensionales. La capacidad de confinar la luz en estructuras aleatorias puede dar lugar al desarrollo de dispositivos ópticos innovadores, sensores y láseres basados en metales nanoporos, con aplicaciones potenciales en múltiples campos, desde la tecnología hasta la medicina.
Los investigadores planean continuar su trabajo en este ámbito, explorando las aplicaciones prácticas de la localización de la luz en metales nanoporos y cómo estas interacciones luz-materia pueden aprovecharse para mejorar catalizadores fotocatalíticos y dispositivos de detección.
