· Un equip del Centre de Tecnologia Nanofotònica de la UPV ha descobert una nova simetria fonamental en les lleis de l’electromagnetisme, l’acústica i l’elasticitat: una *supersimetría temporal
· La troballa dels investigadors de la UPV ha sigut publicat en Nature Communications
Investigadors de la Universitat Politècnica de València (UPV), pertanyents al Centre de Tecnologia Nanofotònica (NTC), han fet un nou pas per al disseny de materials invisibles omnidireccionals. Des dels seus laboratoris, han descobert una nova simetria fonamental en les lleis de l’electromagnetisme, l’acústica i l’elasticitat: una *supersimetría temporal. Aquesta troballa ha sigut publicat en la revista Nature Communications.
Segons expliquen Carlos García Meca i Andrés Macho Ortiz, investigadors del NTC-UPV, aquesta nova simetria permet la conservació del moment lineal entre sistemes físics radicalment diferents, la qual cosa obri el camí a poder dissenyar dispositius òptics, acústics i elàstics pioners fins hui, entre ells, materials invisibles omnidireccionals i independents de la polarització, *desplazadores de fase i de freqüència ultra-compactes i de banda ampla, aïlladors i transformadors de polsos.
“Es tracta de dispositius que ens permeten modificar de manera inusual diferents propietats dels senyals de llum a l’interior dels circuits fotònics per a processar la informació propagada, una cosa bàsica en qualsevol sistema de comunicacions. A més, podem adaptar la funcionalitat d’aquests dispositius a la requerida a cada moment, ja que aquests són reconfigurables dinàmicament”, explica Carlos García Meca.
Per al disseny d’aquests nous dispositius, la clau resideix en el canvi de l’índex de refracció, que en aquest cas no es genera en l’espai, sinó en el temps. “La tècnica de *supersimetría ens diu com cal variar l’índex de refracció de l’objecte perquè la llum es transmeta completament, evitant així reflexions indesitjades”, apunta Andrés *Macho Ortiz.
Aquesta propietat de no reflexió és especialment útil per al disseny de nous circuits fotònics. “La seua aplicació ens permet augmentar la rapidesa de les comunicacions en el seu interior i fer-los molt més compactes i reconfigurables sense que el senyal que transporta els bits d’informació es reflectisca cap endarrere”, expliquen Carlos i Andrés.
En general, la reflexió en materials les propietats dels quals varien en el temps no depén de la direcció de propagació de la llum. Per tant, “l’absència de reflexió en els materials proposats està lligada a una transparència total, la qual cosa dona lloc al concepte d’invisibilitat omnidireccional: siga com siga la direcció en la qual la llum incidisca en aquests materials, la presència d’aquests és indetectable”, conclouen els autors.
Simetries
El descobriment de simetries en la naturalesa és una pedra angular de la física que ens permet trobar les lleis de conservació que governen l’univers. Per exemple, la conservació de la càrrega elèctrica, de l’energia o de la massa (que sorgeix de simetries en les lleis física que governen l’electromagnetisme, la termodinàmica i la química) ha permés a l’ésser humà la capacitat de desenvolupar la tecnologia actual (circuits, centrals nuclears, fàrmacs…).
Excepcionalment, la supersimetría va ser originalment concebuda en física quàntica com una simetria hipotètica entre les partícules que podria explicar totes les interaccions de la naturalesa: forces nuclears, gravetat i electromagnetisme.
