Desde imágenes no destructivas hasta la fabricación de chips de computadora, las personas pueden explotar las propiedades de las cuasipartículas que aparentemente desafían la física. Un equipo internacional de científicos se ha propuesto remodelar los fundamentos de la física de la radiación con la esperanza de desarrollar fuentes de luz ultrapotentes.En un nuevo estudio publicado en Nature Photonics, investigadores del Instituto Superior de Portugal (IST), la Universidad de Rochester, la Universidad de California, Los Ángeles y el Laboratorio Francés de Aplicaciones Ópticas proponen una forma de utilizar cuasipartículas para crear una fuente de luz que sea tan poderosa como las fuentes de luz de última generación actuales, pero más pequeña.
Las cuasipartículas son entidades extraordinarias formadas por el movimiento sincronizado de múltiples electrones. Curiosamente, pueden volar a velocidades incomparables, incluso más rápidas que la velocidad de la luz, y resistir fuerzas inusualmente fuertes, similares a las que se encuentran cerca de los agujeros negros.
"Lo más fascinante de las cuasipartículas es que pueden moverse de maneras que no están permitidas por las leyes de la física de partículas individuales", dijo John Palastro, científico principal del Laboratorio de Energética Láser, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica y profesor asociado en el Instituto de Óptica.
Investigación avanzada y aplicaciones potenciales Palastro y sus colegas estudiaron las propiedades únicas de las cuasipartículas en plasma ejecutando simulaciones por computadora avanzadas en supercomputadoras proporcionadas por la Empresa Común Europea de Computación de Alto Rendimiento. Ven aplicaciones prometedoras para fuentes de luz basadas en cuasipartículas, incluidas imágenes no destructivas para escanear virus, comprender procesos biológicos como la fotosíntesis, fabricar chips de computadora y explorar el comportamiento de la materia en planetas y estrellas.
"La flexibilidad es enorme", afirmó Bernardo Malaca, autor principal del estudio y estudiante de doctorado en IST. "Aunque cada electrón realiza un movimiento relativamente simple, la radiación total de todos los electrones puede imitar la radiación de una partícula que se mueve más rápido que la luz o una partícula oscilante, aunque ningún electrón local se mueve más rápido que la luz o un electrón oscilante".
Las fuentes de luz basadas en cuasipartículas ofrecen claras ventajas sobre las formas existentes, como los láseres de electrones libres, que son escasos, voluminosos y poco prácticos para la mayoría de los laboratorios, hospitales y empresas. Según la teoría propuesta en este estudio, las cuasipartículas pueden producir una luz extremadamente brillante viajando sólo una distancia muy pequeña, lo que podría desencadenar una amplia gama de avances científicos y tecnológicos en laboratorios de todo el mundo.