Intrappolare la luce all'interno di un metamateriale lo rende 10 volte magnetico

Jul 19, 2023

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Ciò potrebbe aprire le porte a tecnologie che ritenevamo impossibili.

La vita moderna è resa possibile dall’elettromagnetismo. Qualsiasi strumento tecnologico utilizzato oggi sfrutta alcune proprietà elettromagnetiche scoperte dalla fisica nel corso dei secoli. Trovare nuovi modi per manipolare la luce, che fa parte dello spettro elettromagnetico, e il magnetismo consentirà la creazione di tecnologie (specialmente nel regno quantistico) che non possiamo ancora immaginare.

Per esplorare nuovi modi per controllare questa forza fondamentale della natura, gli scienziati del City College di New York (CCNY) hanno intrappolato la luce all’interno di un metamateriale magnetico e nel processo hanno reso il materiale stesso 10 volte più magnetico. I risultati dello studio sono stati pubblicati questa settimana sulla rivista Nature.

Il materiale utilizzato era un semiconduttore stratificato con cromo, zolfo e bromo e appartiene a una classe nota come materiali magnetici di van der Waals (dal nome del fisico teorico olandese Johannes Diderik van der Waals). Questi materiali contengono caratteristiche che non si trovano comunemente nei materiali presenti in natura e gli scienziati stanno solo iniziando a comprenderne le possibili applicazioni.

Fondamentalmente, questo materiale di van der Waals ha la capacità di creare quasiparticelle note come eccitoni, che interagiscono sia con la luce che con altre particelle. Sono queste interazioni ottiche che intrappolano la luce e rendono il materiale così magnetico.

"Poiché la luce rimbalza avanti e indietro all'interno del magnete, le interazioni vengono effettivamente migliorate", ha affermato Florian Dirnberger di CCNY, l'autore principale dello studio, in un comunicato stampa. “Per fare un esempio, quando applichiamo un campo magnetico esterno, la riflessione della luce nel vicino infrarosso viene alterata a tal punto che il materiale sostanzialmente cambia colore. Si tratta di una risposta magneto-ottica piuttosto forte”.

Un'interazione così forte tra luce e magnetismo non è comune, motivo per cui i ricercatori affermano che molte tecnologie magneto-ottiche richiedono un rilevamento sensibile della luce. Ma questo nuovo materiale colma il divario tra i due e potrebbe aprire le porte a tecnologie precedentemente ritenute impossibili.

"Le applicazioni tecnologiche dei materiali magnetici oggi sono per lo più legate ai fenomeni magnetoelettrici", ha affermato in una nota il coautore dello studio Jiamin Quan. "Date le interazioni così forti tra magnetismo e luce, ora possiamo sperare di creare un giorno laser magnetici e riconsiderare i vecchi concetti di memoria magnetica controllata otticamente."

Darren vive a Portland, ha un gatto e scrive/modifica di fantascienza e di come funziona il nostro mondo. Puoi trovare i suoi contenuti precedenti su Gizmodo e Paste se guardi abbastanza attentamente.

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