Forskare vid Universitat Politècnica de València (UPV), som tillhör Nanophotonics Technology Center, har tagit ett nytt steg i att designa rundstrålande osynliga material. I deras laboratorier, de har upptäckt en ny grundläggande symmetri i elektromagnetismens lagar, akustik och elasticitet:En tidsmässig supersymmetri. Detta fynd har publicerats i Naturkommunikation .

Enligt Carlos García Meca och Andrés Macho Ortiz, forskare vid NTC-UPV, denna nya symmetri tillåter bevarandet av det linjära momentet mellan dramatiskt olika fysiska system. Detta banar vägen för att designa banbrytande optisk, akustiska och elastiska enheter, inklusive osynlig rundstrålande, polarisationsoberoende material, ultrakompakta frekvensskiftare, isolatorer och pulsformade transformatorer.

"Dessa enheter tillåter oss att ovanligt modifiera olika egenskaper hos ljussignaler inuti fotoniska kretsar för att bearbeta spridningen av information. Detta är viktigt i kommunikationssystem. Dessutom, vi kan när som helst anpassa funktionaliteten hos dessa enheter till kraven, eftersom de är dynamiskt konfigurerbara, " förklarade Carlos García Meca.

För att designa dessa nya enheter, nyckeln ligger i att ändra brytningsindex, som i detta fall inte genereras i rummet utan i tiden. "Supersymmetritekniken talar om för oss hur man varierar brytningsindexet för ett föremål för att få ljuset att sändas fullständigt, undvika oönskade reflektioner, " sa Andrés Macho Ortiz.

Egenskapen icke-reflektion är särskilt användbar för att designa nya fotoniska kretsar. "Dess implementering tillåter oss att öka hastigheten på kommunikationen inuti och gör dem mer kompakta och konfigurerbara utan att signalen som transporterar informationsbitar reflekteras tillbaka, " förklarade Carlos och Andrés.

I allmänhet, reflektionen av material vars egenskaper varierar i tiden beror inte på ljusets utbredningsriktning. Därför, "Frånvaron av reflektion i det föreslagna materialet är kopplat till en total transparens, vilket resulterar i konceptet rundstrålande osynlighet:oavsett riktningen för ljuset som träffar dessa material, deras närvaro är oupptäckbar, avslutade författarna.

Symmetrier

Upptäckten av symmetrier i naturen är en hörnsten i fysiken som gör att vi kan hitta de bevarandelagar som styr universum. Till exempel, elektrisk laddning, energi- och massbevarande (som kommer från symmetrier i fysiska lagar som styr elektromagnetism, termodynamik och kemi) har gjort det möjligt för människor att utveckla denna teknik (kretsar, kärnkraftverk, läkemedel...).

Undantagsvis, supersymmetri uppfattades ursprungligen inom kvantfysiken som en hypotetisk symmetri mellan partiklar som kunde förklara alla interaktioner i naturen:kärnkrafter, gravitation och elektromagnetism.