Investigadores logran que el sonido curve luz en un chip

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Durante una tormenta, todos sabemos que es común escuchar el trueno después de ver el relámpago. Eso es porque el sonido viaja mucho más lento que la luz. Ahora, en la Universidad de Minnesota han desarrollado un chip en el que se generan y confinan tanto la onda de sonido como la onda de luz para que el sonido pueda controlar de manera muy eficiente la luz.

Esto podría mejorar los sistemas de comunicaciones inalámbricas que utilizan fibras ópticas y en última instancia, ser utilizado para computación usando física cuántica.

El chip de la Universidad de Minnesota se hace con una base de silicio recubierta con una capa de nitruro de aluminio que lleva a cabo un cambio eléctrico.

Aplicando una señal eléctrica alterna al material hace que el material para deformarse periódicamente y generar ondas de sonido que crecen en su superficie, similares a las ondas sísmicas que crecen desde el centro del terremoto.

La tecnología ha sido ampliamente utilizada en los teléfonos celulares y otros dispositivos inalámbricos como los filtros de microondas.

“Nuestro descubrimiento logra integrar circuitos ópticos en la misma capa de material con dispositivos acústicos para alcanzar una fuerte interacción entre las ondas de luz y las ondas de sonido”, dijo Mo Li, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática e investigador principal del estudio.
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Los investigadores utilizaron tecnología de nanofabricación de punta para hacer arreglos de electrodos con un ancho de sólo 100 nanómetros (0,00001 centímetros) para excitar las ondas de sonido a una alta frecuencia sin precedentes, que es superior a 10 GHz, la frecuencia utilizada por satélites de comunicaciones.

“Lo que es notable es que en esta alta frecuencia, la longitud de onda del sonido es aún más corta que la longitud de onda de la luz. Esto se logra por primera vez en un chip “, dijo Semere Tadesse, un estudiante graduado en la Universidad de la Escuela de Física y Astronomía de Minnesota y primer autor del artículo. “En este régimen sin precedentes, el sonido puede interactuar con la luz de manera más eficiente para alcanzar modulación de alta velocidad.”

Además de las aplicaciones en comunicaciones, los investigadores están buscando aplicaciones de la física cuántica para el nuevo dispositivo.

Están investigando la interacción entre fotones individuales (la unidad cuántica fundamental de la luz) y fonones individuales (la unidad cuántica fundamental del sonido). El plan es utilizar ondas de sonido como los portadores de información para la computación cuántica.

Fuente: Universidad de Minnesota