p Quando um pato rema em um lago ou um avião supersônico voa pelo céu, ele deixa um rastro em seu caminho. O despertar ocorre sempre que algo está viajando através de um meio mais rápido do que as ondas que ele cria - no caso do pato, as ondas de água, no caso do avião, ondas de choque, também conhecido como estrondos sônicos. p Wakes podem existir onde quer que haja ondas, mesmo que essas ondas sejam leves. Embora nada viaje mais rápido do que a velocidade da luz no vácuo, a luz nem sempre está no vácuo. É possível que algo se mova mais rápido do que a velocidade de fase da luz em um meio ou material e gere uma esteira. O exemplo mais famoso disso é a radiação Cherenkov, acordes produzidos como cargas elétricas viajam através de líquidos mais rápido do que a velocidade de fase da luz, emitindo uma esteira azul brilhante.

p Pela primeira vez, Pesquisadores de Harvard criaram ondas semelhantes à luz movendo-se em uma superfície metálica, chamados de plasmons de superfície, e demonstrou que eles podem ser controlados e dirigidos. A descoberta, publicado hoje no jornal Nature Nanotechnology , foi feito no laboratório de Federico Capasso, o Professor Robert L. Wallace de Física Aplicada e Vinton Hayes Pesquisador Sênior em Engenharia Elétrica na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard John A. Paulson (SEAS).

p "A capacidade de controlar a luz é poderosa, "disse Capasso." Nosso conhecimento da óptica na macroescala levou a hologramas, Google Glass e LEDs, apenas para citar algumas tecnologias. A nano-óptica é uma parte importante do futuro da nanotecnologia e esta pesquisa aumenta nossa capacidade de controlar e aproveitar o poder da luz em nanoescala. "

p A criação e o controle de ondas de plasma de superfície podem levar a novos tipos de acopladores e lentes plasmônicas que podem criar hologramas bidimensionais ou focalizar a luz em nanoescala.

p Os plasmons de superfície estão confinados à superfície de um metal. A fim de criar wakes através deles, A equipe de Capasso projetou uma onda de carga em execução mais rápida do que a luz ao longo de um metamaterial unidimensional - como uma lancha cruzando um lago.

p O metamaterial, uma nanoestrutura de fendas giradas gravadas em um filme de ouro, muda a fase dos plasmons de superfície gerados em cada fenda em relação uns aos outros, aumentando a velocidade da onda em execução. A nanoestrutura também atua como o leme do barco, permitindo que as ondas sejam direcionadas pelo controle da velocidade da onda em movimento.

p A equipe descobriu que o ângulo de incidência da luz que brilha no metamaterial fornece uma medida adicional de controle e o uso de luz polarizada pode até mesmo reverter a direção da esteira em relação à onda em movimento - como uma esteira viajando na direção oposta de um barco .

p "Ser capaz de controlar e manipular a luz em escalas muito menores do que o comprimento de onda da luz é muito difícil, "disse Daniel Wintz, autor principal do artigo e aluno de pós-graduação no laboratório de Capasso. "É importante não apenas observarmos esses rastros, mas encontrarmos várias maneiras de controlá-los e orientá-los."

p A observação em si foi desafiadora, como "plasmons de superfície não são visíveis aos olhos ou câmeras, "disse o co-autor principal Antonio Ambrosio do SEAS e do Conselho Italiano de Pesquisa (CNR)." Para ver os velórios, usamos uma técnica experimental que força os plasmons da superfície, os coleta via fibra ótica e registra a imagem. "

p Este trabalho pode representar um novo teste para a física de vigília em uma variedade de disciplinas. "Esta pesquisa aborda um problema particularmente elegante e inovador na física que conecta diferentes fenômenos físicos, de ondas de água a estrondos sônicos, e radiação Cherenkov, "disse Patrice Genevet, um autor principal, anteriormente de SEAS, atualmente afiliado ao Singapore Institute of Manufacturing Technology.