Nuevo centro de la NSF para explorar maneras de manipular la luz a nanoescala
Un nuevo centro de la Fundación Nacional de Ciencias, con un costo de 13 millones de dólares y alojado en la Universidad de Michigan, desarrollará materiales de alta tecnología que manipulan la luz de formas novedosas. La investigación podría conducir a avances tales como mantos de invisibilidad, láser de nanoescala, iluminación de alta eficiencia, y computadoras cuánticas.
El Centro de Materiales Fotónicos y Multiescala, conocido como C-PHOM por su nombre en inglés, incorpora a investigadores de ingeniería y física del Colegio de Ingeniería y del Colegio de Literatura, Ciencia y las Artes de la UM, como asimismo a colaboradores en la Universidad Purdue y otras varias instituciones.
La fotónica es el estudio y uso de la luz para la transmisión y almacenamiento de información, como asimismo para captar imágenes de cosas que los humanos no pueden ver a simple vista. Es una de las tecnologías clave subyacentes en la vida moderna, dijo Ted Norris, director del nuevo centro y profesor en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de Computación de la UM.
La fotónica proporciona la médula espinal de alta velocidad para la Internet mediante fibra óptica; es una herramienta ubicua para la toma de imágenes médicas, y permite el estudio de las ideas más exóticas en el terreno de la física cuántica tales como el entrelazamiento cuántico en computación.
“Los avances en fotónica dependen, crucialmente, de los materiales nuevos, y este nuevo centro reúne a las mentes más destacadas en la ingeniería eléctrica, la ciencia de materiales y la física para enfocarlas en dos de las nuevas y más excitantes direcciones de los materiales para la nanofotónica”, dijo Norris. “La colaboración de diferentes departamentos, investigadores y académicos de todo el campus permitirá avances fundamentales”.
El centro tiene dos propósitos. Un grupo se enfocará en el mejoramiento de los “semicondutores de banda prohibida ancha”, tales como el nitrito de galio, los cuales podrían permitir emisores cuánticos que liberen un fotón, o partícula de luz, por vez y podrían avanzar la computación cuántica y el procesamiento cuántico de la información.
Las computadoras cuánticas podrían mejorar enormemente la seguridad de las computadoras. Dado que, en teoría, podrían facturar números muchísimo más rápido que las computadoras convencionales, permitirían la creación de códigos de protección a prueba de intrusiones. Esta línea de investigación también tiene aplicaciones en la iluminación de alta eficiencia y la captación de imágenes. Este grupo lo encabeza Pallab Thattacharya, Distinguido Profesor Universitario Charles M. Vest, y profesor en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencia de Computadora en la UM.
Un segundo grupo de investigadores desarrolla mejores metamateriales, que son mezclas de sustancias, con una ingeniería única, que permiten que los científicos hagan que la luz actúe de maneras que no se comporta en la naturaleza. Por ejemplo los metamateriales permiten enfocar la luz en una pizca más pequeña que la longitud de su onda. Estos materiales podrían usarse para “torcer” la luz alrededor de los objetos tornándolos invisibles. Asimismo podrían permitir la captación de “imágenes de ultra sublongitud de onda” para observar las células biológicas por dentro con una resolución sin precedentes. Este grupo lo encabeza Roberto Merlin, Profesor Colegiado Meter A. Franjen de Física en la UM. Su equipo trabajará en colaboración estrecha con investigadores de Purdue.
Otras instituciones involucradas en el nuevo centro incluyen la Universidad estatal Wayne, el Colegio Queens de la Universidad de la Ciudad de Nueva York, la Universidad de Texas en Austin, la Universidad de Illinois en Urbana-Champagne, y los laboratorios nacionales Argonne y Sandia.
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