Forskere baner vejen til at designe omnidirektionelle usynlige materialer

Forskere ved Universitat Politècnica de València (UPV), tilhører Nanophotonics Technology Center, har taget et nyt skridt i designet af omnidirektionelle usynlige materialer. På deres laboratorier, de har opdaget en ny grundlæggende symmetri i elektromagnetismens love, akustik og elasticitet:En tidsmæssig supersymmetri. Dette fund er blevet offentliggjort i Naturkommunikation .

Ifølge Carlos García Meca og Andrés Macho Ortiz, forskere på NTC-UPV, denne nye symmetri tillader bevarelse af det lineære moment mellem dramatisk forskellige fysiske systemer. Dette baner vejen til at designe banebrydende optiske, akustiske og elastiske anordninger, herunder usynlig omnidirektionel, polarisationsuafhængige materialer, ultrakompakte frekvensskiftere, isolatorer og pulsformede transformere.

"Disse enheder tillader os usædvanligt at ændre forskellige egenskaber ved lyssignaler inde i fotoniske kredsløb for at behandle spredning af information. Dette er afgørende i kommunikationssystemer. Desuden er vi kan til enhver tid tilpasse funktionaliteten af ​​disse enheder til kravene, da de er dynamisk konfigurerbare, "forklarede Carlos García Meca.

Til design af disse nye enheder, nøglen ligger i at ændre brydningsindekset, som i dette tilfælde ikke genereres i rummet, men i tid. "Supersymmetri -teknikken fortæller os, hvordan vi kan variere brydningsindekset for et objekt for at få lyset fuldstændigt transmitteret, undgå uønskede refleksioner, "sagde Andrés Macho Ortiz.

Egenskaben for ikke-refleksion er især nyttig til design af nye fotoniske kredsløb. "Dets implementering giver os mulighed for at øge kommunikationshastigheden indeni og gør dem mere kompakte og konfigurerbare uden at signalet, der transporterer informationsbits, reflekteres tilbage, "forklarede Carlos og Andrés.

Generelt, refleksionen af ​​materialer, hvis egenskaber varierer i tid, afhænger ikke af lysudbredelsesretningen. Derfor, "fraværet af refleksion i de foreslåede materialer er knyttet til en total gennemsigtighed, hvilket resulterer i begrebet omnidirektionel usynlighed:uanset hvilken lysretning, der rammer disse materialer, deres tilstedeværelse er uopdagelig, "konkluderede forfatterne.

Symmetrier

Opdagelsen af ​​symmetrier i naturen er en hjørnesten i fysikken, der giver os mulighed for at finde de bevaringslove, der styrer universet. For eksempel, elektrisk ladning, energi og massebevaring (stammer fra symmetrier i fysiske love om elektromagnetisme, termodynamik og kemi) har givet mennesker mulighed for at udvikle denne teknologi (kredsløb, atomkraftværker, medicin ...).

Undtagelsesvis supersymmetri blev oprindeligt opfattet i kvantefysikken som en hypotetisk symmetri mellem partikler, der kunne forklare alle interaktioner i naturen:atomkræfter, tyngdekraft og elektromagnetisme.