Cristais de tempo feitos de fótons podem amplificar a luz

Os já estranhos cristais de tempo, formados por partículas que repetem padrões que se repetem no tempo, ganharam uma nova versão ainda mais esquisita: os cristais de tempo fotônicos, feitos de fótons. Um novo estudo mostra que esse material pode ser usado em tecnologias de comunicação sem fio, circuitos integrados e lasers.

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Enquanto cristais convencionais são estruturas naturais que apresentam um padrão de átomos e moléculas que se repete no espaço, os cristais de tempo criados artificialmente em 2016 possuem um padrão de partículas que se repete no tempo. Agora, os pesquisadores desenvolveram um método para criar cristais de tempo usando fótons e descobriram que esse material amplifica a luz, isto é, as ondas eletromagnéticas que incidem sobre ele.

Experimentos sobre cristais fotônicos de tempo já foram feitos antes, mas se concentravam em estruturas tridimensionais extremamente desafiadoras, sem possibilidades para aplicações práticas. O novo estudo, por outro lado, construiu um cristal de tempo fotônico bidimensional.

Com isso, a equipe conseguiu verificar as previsões teóricas sobre o material e demonstrar, pela primeira vez, a amplificação da “com alto ganho”, segundo Xuchen Wang, principal autor do estudo. Isso traz potencial para aplicações como aprimoramento de transmissores e receptores sem fio, tornando-os mais poderosos ou mais eficientes.

Além disso, os cristais de tempo fotônicos também podem revestir superfícies de eletrônicos para mitigar a deterioração do sinal na transmissão sem fio. Eles também podem eliminar a necessidade de espelhos volumosos nos aparelhos lasers.

O artigo com as descobertas foi publicado na Science Advance.

Fonte: Aalto University