Pesquisadores do Laboratório Nacional de Los Alamos estão reinventando o espelho, pelo menos para microondas, potencialmente substituindo os familiares pratos 3-D e buzinas de micro-ondas que vemos em telhados e torres de celular por telas planas que são compactas, versátil, e melhor adaptado às tecnologias de comunicação modernas.

"Nossos novos refletores são leves, alternativas de baixo perfil para antenas convencionais. Este é um benefício potencial para satélites, onde minimizar peso e tamanho é crucial, "disse Abul Azad, do grupo MPA-CINT no Laboratório Nacional de Los Alamos. "Os painéis podem ser facilmente incorporados em superfícies de edifícios ou veículos terrestres também."

A maioria dos refletores são recíprocos:no caso de um espelho de banheiro, por exemplo, se você pode ver alguém refletido nele, eles podem ver você também. O novo design do refletor quebra a reciprocidade, efetivamente transformando-o em um espelho unilateral.

O refletor de tela plana pode ser controlado eletronicamente, o que significa que suas características podem ser reconfiguradas na hora. Isso abre a janela para direção do feixe, foco personalizado, e outras funções que são difíceis de alcançar com designs de antenas convencionais. Versões miniaturizadas podem melhorar o circuito baseado em chip, garantindo que os sinais vão apenas para os componentes pretendidos e não levem a sinais inadvertidos em outras partes do circuito, um problema com o qual os projetistas de chips geralmente precisam se preocupar.

Os refletores são compostos por uma série de componentes eletrônicos finamente estruturados em uma superfície plana. Aplicar sinais aos componentes permite que o refletor 2-D funcione como uma antena 3-D, e, em alguns casos, fazer coisas que nenhuma antena convencional poderia fazer. Esse tipo de dispositivo é conhecido como "metassuperfície" porque suas características podem ser alteradas eletronicamente para agir de maneiras diferentes, sem modificar a forma física da superfície.

Ao aplicar sinais elétricos aos componentes do refletor, os pesquisadores conseguiram modular a metassuperfície para controlar a direção e a frequência da luz refletida. A resposta não recíproca do refletor pode ajudar a evitar que as antenas captem ecos de suas transmissões de saída e proteger circuitos delicados de poderosos, potencialmente danificando sinais de entrada.

"Demonstramos a primeira metassuperfície dinâmica capaz de alcançar extrema não reciprocidade, convertendo microondas em plasmons, que são ondas de carga elétrica na superfície do refletor, "disse Diego Dalvit, do grupo T-4 em Los Alamos. "Esta é a chave para controlar o funcionamento dos refletores."

A nova plataforma reflectora Los Alamos abre oportunidades interessantes em várias aplicações, incluindo óptica adaptativa que pode explicar distorções que interrompem os sinais, transmissão sem fio unilateral, e novos designs de antenas.