A busca para descobrir novas maneiras pioneiras de manipular como a luz viaja através de materiais eletromagnéticos assumiu um novo, torção incomum.

Um projeto de pesquisa inovador, realizado por especialistas da Universidade de Exeter, desenvolveu uma nova abordagem teórica para forçar a luz a viajar através de materiais eletromagnéticos sem qualquer reflexão.

A descoberta pode abrir caminho para comunicações mais eficientes e tecnologia sem fio.

O projeto se concentrou em encontrar novos tipos de materiais eletromagnéticos onde a luz pode viajar em apenas uma direção, sem qualquer reflexão, usando as equações de Maxwell. Essas quatro equações fundamentais, publicado na década de 1860 pelo físico James Clerk Maxwell, descreve como os campos elétricos e magnéticos se movem no espaço e no tempo. Essas equações sustentam grande parte da tecnologia moderna de tecnologias ópticas e de rádio, para a comunicação sem fio, radar e motores elétricos.

Esses novos materiais incomuns já haviam sido compreendidos por meio de ideias que ganharam o prêmio Nobel de 2016, ideias emprestadas de uma área abstrata da matemática conhecida como topologia, que estuda as propriedades das formas que permanecem as mesmas quando você as pressiona e molda.

A novidade deste trabalho é que ele encontrou esses novos materiais eletromagnéticos usando apenas uma ligeira modificação no conceito do ensino médio de índice de refração.

Essa descoberta pode simplificar o projeto de materiais onde a luz pode se propagar em apenas uma direção e pode, por exemplo, ser usado para melhorar a telecomunicação onde a informação se propaga como pulsos, informação que se perde quando há reflexão.

O estudo é publicado em jornal líder Física da Natureza .

Mitchell Woolley, O co-autor e que realizou a pesquisa enquanto estudava Ciências Naturais na Universidade de Exeter disse:"Nosso artigo testa os limites de como a luz pode se comportar usando as equações de Maxwell e a teoria eletromagnética para criar materiais óticos exóticos. Acho que a novidade aqui foi nem usando topologia nem métodos tradicionais de simulação numérica e otimização para encontrar esses materiais. "

Dr. Simon Horsley, O autor principal do artigo e também da Universidade de Exeter acrescentou:"Ainda há muita física e matemática interessantes a serem encontradas na compreensão de como a luz se move através da matéria. É muito satisfatório que o conceito simples do índice de refração possa ser usado em materiais tão incomuns. "