A luz fica presa enquanto orbita dentro de minúsculos grânulos de um material cristalino que tem intrigado cada vez mais os físicos, uma equipe liderada pela Universidade da Califórnia, San Diego, o professor de física Michael Fogler descobriu.

Nitreto de boro hexagonal, camadas empilhadas de átomos de boro e nitrogênio dispostos em uma rede hexagonal, descobriu-se recentemente que dobra a energia eletromagnética de maneiras incomuns e potencialmente úteis.

No ano passado, Fogler e colegas demonstraram que a luz poderia ser armazenada em grânulos em nanoescala de nitreto de boro hexagonal. Agora, o grupo de pesquisa de Fogler publicou um novo artigo na revista Nano Letras que elabora como essa luz aprisionada se comporta dentro dos grânulos.

As partículas de luz, chamados de fonon polaritons, desobedecer às leis padrão de reflexão à medida que ricocheteiam nos grânulos, mas seu movimento não é aleatório. Os raios polariton se propagam ao longo de caminhos em ângulos fixos em relação à estrutura atômica do material, Relatórios da equipe de Folger. Isso pode levar a ressonâncias interessantes.

"As trajetórias dos raios polariton capturados são muito complicadas na maioria dos casos, "Fogler disse." No entanto, em certas frequências 'mágicas', eles podem se tornar simples órbitas fechadas. "

Quando isso acontece, podem surgir "pontos quentes" de campos elétricos fortemente intensificados. O grupo de Fogler descobriu que eles podem formar padrões geométricos elaborados em grânulos de formato esferoidal.

Os polaritons não são apenas partículas, mas também ondas que formam padrões de interferência. Quando sobrepostos nos contornos quentes de campos elétricos intensificados, estes criam imagens incrivelmente bonitas.

"Eles se parecem com ovos Fabergé, os tesouros incrustados de pedras preciosas dos czares russos, "Fogler observou.

Além de criar belas imagens, sua análise ilustra a maneira como a luz é armazenada dentro do material. Os padrões e as frequências mágicas são determinados não pelo tamanho do esferóide, mas por sua forma, isso é, a proporção de sua circunferência com o comprimento. A análise revelou que um único parâmetro determina o ângulo fixo ao longo do qual os raios polariton se propagam em relação à superfície dos esferóides.

Os cientistas estão começando a encontrar usos práticos para materiais como o nitreto de boro hexagonal, que manipula a luz de maneiras usuais. A teoria informada por este trabalho pode orientar o desenvolvimento de aplicações como nanorressonadores para filtragem de cores de alta resolução e imagens espectrais. hiperlentes para imagem subdiffracional, ou fontes de fótons infravermelhos.

A análise fornece uma explicação teórica para observações anteriores de luz aprisionada. Fogler e colegas sugerem vários experimentos que podem confirmar sua previsão da luz orbital usando técnicas ópticas avançadas, alguns dos quais estão em andamento, Fogler disse. "A busca experimental para detectar polaritons em órbita já começou."