Una nueva clase de materiales pasa de la teoría a la realidad

Un equipo de investigación ha hecho realidad una de las predicciones teóricas sobre metamateriales ópticos no lineales que mayor tiempo han aguardado a ser validadas: la creación de un material no lineal, ahora probado en experimentos con una guía de ondas, que tiene índices de refracción opuestos en las frecuencias fundamentales y armónicas de la luz. Dicho material, que no existe de forma natural, fue predicho hace casi una década, aunque un sector de la comunidad científica era escéptico sobre su veracidad.

La observación de un fenómeno conocido como “espejo no lineal” ha proporcionado la prueba de que este nuevo tipo de metamaterial ha sido creado con éxito. La demostración del fenómeno la ha logrado el equipo de Wenshan Cai, del Instituto Tecnológico de Georgia (Georgia Tech) en la ciudad estadounidense de Atlanta.

Aunque en sí mismo el descubrimiento podría tener pocas aplicaciones prácticas inmediatas, la elaboración del material, que había sido pronosticado por algunos teóricos y que parecía exclusivo de la ciencia-ficción, es un hito que podría llevar a nuevas áreas de estudio, y provocar una reevaluación de las reglas fundamentales que gobiernan la óptica no lineal.

La óptica no lineal es tremendamente importante en el control de la luz para el procesamiento de información, la detección y la generación de señales. El avance logrado por el equipo de Cai amplía sustancialmente el ámbito de trabajo de las interacciones no lineales entre luz y materia en medios estructurados artificialmente.

Los metamateriales (estructuras trabajadas a escala nanométrica para dotarlas de características inexistentes en el material en bruto) ofrecen propiedades únicas no disponibles en los materiales naturales. Esto es especialmente útil en la óptica no lineal, donde los materiales con propiedades exóticas podrían marcar la diferencia allí donde la luz deba ser controlada de forma activa. Investigadores en múltiples instituciones han creado ya metamateriales ópticos que podrían usarse para producir células solares más eficientes, chips de ordenador más rápidos, sensores mejorados, e incluso recubrimientos de ocultación para permitir la invisibilidad.