Ciencias

El nuevo amplificador de grafeno libera nuevas frecuencias en el espectro electromagnético

El nuevo amplificador de grafeno libera nuevas frecuencias en el espectro electromagnético

Los investigadores crearon un nuevo dispositivo de grafeno que desencadenará frecuencias nuevas y esquivas en el espectro electromagnético. Según un informe de phys.org, el dispositivo dará a los científicos acceso a longitudes de onda de terahercios, lo que hace posible tecnologías revolucionarias.

El grafeno y la física de las ondas de terahercios

Más familiar para la mayoría son las microondas y el infrarrojo, ambas longitudes de onda de luz que caen por debajo del espectro visual. Asimismo, debajo de nuestra percepción sensorial básica, existen ondas de terahercios (THz) entre ellos, y son de baja energía, lo que dificulta que los científicos aprovechen su energía y la reutilicen para la tecnología. Este problema se denomina "brecha de terahercios".

En el pasado, cerrar la brecha de terahercios era imposible porque, con un rango entre 30 mm y 30 µm, las señales de ondas THz (rayos T) eran demasiado débiles para su uso práctico.

La física aplicada mejora la calidad de vida

Esta nueva capacidad para detectar y amplificar los rayos T marcará el comienzo de una nueva era de tecnología médica, de comunicaciones, satelital e incluso cosmológica.

Por ejemplo, los rayos X, utilizados para una amplia gama de procedimientos médicos, son dañinos en grandes dosis, pero en la actualidad son necesarios para un amplio catálogo de servicios médicos. Los rayos T ofrecerán una alternativa segura y no destructiva que transformará la práctica médica.

Técnicamente, un nuevo tipo de transistor óptico, el equipo de físicos detrás del amplificador THz utilizó grafeno y un superconductor de alta temperatura para crear el nuevo dispositivo.

Las propiedades del grafeno, transparente, insensible a la luz y con electrones de masa cero, se componen de dos capas de grafeno. Unidos a un superconductor, los electrones sin masa quedan atrapados entre estas capas, como un sándwich (muy) ligero.

Potencia "ex nihilo" del amplificador de grafeno

En su conjunto, el dispositivo está conectado a una fuente de energía y, cuando la radiación (energía) golpea la capa exterior del grafeno, las partículas atrapadas se adhieren a las ondas salientes y las amplifican.

"Cuando la luz THz cae sobre el sándwich, se refleja, como un espejo", dijo el profesor Fedor Kusmartsev del Departamento de Física de la Universidad de Loughborough, en el informe de phys.org.

"El punto principal es que habrá más luz reflejada de la que cayó sobre el dispositivo", agregó. "Funciona porque la energía externa es suministrada por una batería o por la luz que llega a la superficie desde otras frecuencias más altas en el espectro electromagnético. Los fotones THz son transformados por el grafeno en electrones sin masa, que, a su vez, se transforman de nuevo en reflejados , energizados, fotones THz. Debido a tal transformación, los fotones THz toman energía del grafeno, o de la batería, y las señales débiles de THz se amplifican ".

Terahercios de energía llegando a un científico cerca de ti

Publicado por primera vez enCartas de revisión física, este avance tiene al equipo de autores físicos trabajando para completar el prototipo del dispositivo, que se probará pronto. El profesor Kusmartsev espera comercializar el amplificador dentro de un año.

Cuando llegue a los estantes proverbiales, el profesor Kusmartsev espera que el dispositivo transforme radicalmente la tecnología, especialmente en el estudio y mapeo del cerebro humano.


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