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Equipos basados en fotones en lugar de electrones

Actualidad Informática. Equipos basados  en fotones en lugar de electrones. Rafael Barzanallana

Un profesor ha creado la esfera «mágica» para la transferencia de información. En varios años nuestros ordenadores, nanoantenas y otros tipos de equipos operarán en  base a fotones en lugar de electrones. Incluso ahora casi estamos preparados para llevar a cabo este cambio. Si sucede, las esferas pueden llegar a ser uno de los componentes elementales de los nuevos dispositivos fotónicos.  Los resultados del estudio fueron publicados en el último número de Scientific Reports, que es parte de Nature Publishing Group.

Las potencialidades de los ordenadores electrónicos convencionales se van a agotar. Durante cuatro décadas, la ley de Moore (según la cual la velocidad del procesador se duplica cada 18 meses) se cumplió debido al aumento de la frecuencia de operación de un solo procesador. Ahora, el mismo al resultado se llega por medio de la computación paralela – contamos con procesadores de doble núcleo, así como de cuatro núcleos. Esto significa que los procesadores de un solo núcleo no son capaces de hacer frente a la velocidad de cálculo exigida; por otra parte, no es posible aumentar esta velocidad más porque la frecuencia de funcionamiento del procesador en computadoras modernas está cerca del límite teórico. También el proceso de multiplicar el número de núcleos tiene fin: los cálculos indican que pronto se llegará al límite. Es por eso que  equipos de investigación de todo el mundo están trabajando en la creación de sistemas ópticos súper rápidos, que serían capaces de reemplazar a los ordenadores electrónicas.

Por un lado, estos sistemas deben ser tan pequeños como sea posible. Por otro lado, la radiación óptica tiene su propia escala – la longitud de onda (en el rango visible del espectro es de unos 0.5 micrómetros). Esta escala es demasiado grande para ser implementada en los dispositivos electrónicos modernos con disposición de elementos ultradensa. Para competir con tales dispositivos electrónicos, los sistemas ópticos deben trabajar en escalas mucho más cortas que las longitudes de onda. Estos problemas están comprendidos en el ámbito de una disciplina moderna, llamada «óptica sublongitud de onda» (subwavelength optics). Su objetivo es manipular con la radiación electromagnética en escalas más cortas que su longitud de onda – en otras palabras, hacer cosas, que se consideraban como conceptualmente imposibles en las ópticas tradicionales de lentes y espejos.

Hasta hace poco la óptica sublongitud de onda puso grandes esperanzas en los efectos relacionados con la interacción de la luz con los llamados, plasmones – oscilaciones colectivas del gas de electrones libres en los metales. En el caso de las partículas de metal con tamaños de unos 10 nm las frecuencias de las oscilaciones del gas de electrones caen dentro del rango de la banda óptica. Si una partícula tal se irradia con una onda electromagnética, cuya frecuencia es igual a la de un plasmón, se produce una oscilación de la partícula a la frecuencia de resonancia. En la resonancia, la partícula actúa como un embudo, que «toma» energía de la onda electromagnética del ambiente externo y la convierte en energía de las oscilaciones del gas de electrones. Este proceso puede ir acompañado de una amplia gama de efectos muy interesantes que, en principio, se podrían emplear en diversas aplicaciones.

Por desgracia, la mayor parte de las expectativas relacionadas con la plasmónica no se ha justificado. El hecho es que, incluso muy buenos conductores eléctricos (por ejemplo, cobre o platino) presentan gran resistencia eléctrica cuando la frecuencia de la corriente eléctrica es del mismo orden de magnitud que la de la luz visible. Por lo tanto, como regla general, las oscilaciones de plasmones están fuertemente amortiguadas, y la amortiguación anula los efectos útiles de los que se podría hacer uso.

Es por eso que hace poco, científicos dirigen su atención a materiales dieléctricos con alto índice de refracción. No hay electrones libres en estos materiales porque todos ellos están conectados con sus átomos; y el impacto de la luz no induce corriente de conducción. Al mismo tiempo, la onda electromagnética afecta a los electrones dentro del átomo y los desplaza desde las posiciones de equilibrio. Como resultado, los átomos adquieren  momento eléctrico inducido; este proceso se llama «polarización». Cuanto mayor sea el grado de polarización, mayor es el índice de refracción del material. Resultó que cuando una esfera hecha de un material con alto índice de refracción interactúa con la luz, el resultado de esta interacción en gran medida se asemeja a la de resonancia de plasmón anteriormente descrita en metales con una (pero muy importante) excepción: una amplia gama de materiales dieléctricos – a diferencia de los metales – tienen débil  amortiguación en las frecuencias ópticas. A menudo usamos esta propiedad de los dieléctricos en nuestra vida cotidiana – por ejemplo, la débil amortiguación en las frecuencias ópticas es la clave para la transparencia del vidrio.

En anteriores trabajos por el profesor Michael Tribelsky (Mikhail Tribel’skii) de la Facultad de Física, MV Lomonosov Moscow State University y la Universidad Estatal de Moscú de Tecnologías de la Información, Radioingeniería y Electrónica MIREA, dio el impulso inicial a la investigación descrita anteriormente. El científico dice: «Si utilizamos el lenguaje de la física cuántica, mientras que hablamos de la excitación de plasmones, podemos decir que un cuanto de luz, los fotones se, convierte en un cuanto de oscilaciones de plasmones. A mediados de los 80 tuve la siguiente idea: ya que todos los procesos en la mecánica cuántica son reversibles, el proceso invertido de la conversión de plasmones a fotón debería existir también. Entonces, llegué a la conclusión de que existe un nuevo tipo de dispersión de la luz. Este fue el caso de hecho. Por otra parte, se le ocurrió que este nuevo tipo de dispersión de la luz tiene muy poco en común con el descrito en todos los libros de texto de dispersión de Rayleigh«. Como resultado, se publicó el artículo «dispersión resonante de la luz por partículas pequeñas,» Tribel’skii MI, Sov. Phys. JETP 59 [2], 534 (1984): http://www.jetp.ac.ru/cgi-bin/dn/e_059_03_0534.pdf . Sin embargo, en 1984 esta obra no podría atraer la atención de los científicos, porque no existían las nanotecnologías todavía. La primera cita de este trabajo se produjo en el año 2004 – exactamente 20 años después de su publicación. Hoy en día, este tipo de dispersión, llamada «anómala», es ampliamente reconocida. Por desgracia, incluso en el caso de la dispersión anómala, una vez más, nos encontramos ante el papel fatal de la disipación. Con el fin de observar la dispersión anómala es necesario el uso de metales con muy débil amortiguación a frecuencias ópticas.

La pregunta muy natural en este caso es: si tomamos la ventaja de la amortiguación débil de los dieléctricos, ¿será la esfera hecha de materiales dieléctricos con alto índice de refracción capaz de demostrar los efectos que no se pueden observar en el caso de resonancias de plasmones en metales con una fuerte amortiguación? Para responder a la pregunta, el laboratorio del profesor Tribelsky (Facultad de Física, MV Lomonosov Moscow State University) inició e una investigación conjunta con colegas franceses y españoles. Los científicos experimentaron con una esfera dieléctrica con un diámetro de aproximadamente 2 cm, hecha de cerámicas especiales, y «enseñada» a redirigir el haz incidente ondas electromagnéticas de una manera deseada. Por otra parte, la direccionalidad de la dispersión se puede controlar y cambió drásticamente simplemente mediante la regulación fina de la frecuencia de la onda incidente.

De acuerdo con la explicación de Tribelsky, esta esfera tiene líneas de resonancia bastante estrechas relacionadas con sus oscilaciones de polarización. En un sentido, es bastante análoga a una esfera de metal, que tiene las frecuencias de resonancia relacionados con las oscilaciones del gas de electrones libres. Cada línea corresponde a la excitación de un modo de oscilación en particular, llamados armónicos o modos parciales. Cada armónico se caracteriza por una dependencia fija entre la intensidad de dispersión y el ángulo de dispersión. Esta dependencia se determina por la naturaleza de un armónico dado. El campo de dispersión total de la esfera es una suma de las contribuciones de todos los (onda parcial) armónicos. Las ondas parciales interfieren entre sí. La anchura estrecha de estas líneas permite excitar modos parciales selectivamente y controlar la interferencia. Esto, a su vez, permite la reorientación de la radiación incidente en la forma deseada. ¡Eso es! Se logra la manipulación controlada con la radiación.

«Sin embargo, ¿por qué hablamos de nanoscalas si el diámetro de la esfera es de aproximadamente 2 cm? Eso es sólo el punto. Prof. Tribelsky dice: «Puedo hablar libremente acerca de la belleza experimental de este trabajo ya que soy un teórico. Acabo de participar en la planificación del experimento, mientras que todo el trabajo experimental difícil ha sido hecho por mis colegas franceses, en cuanto a la belleza experimental de este trabajo, es la  siguiente: con la ayuda de la radiación de microondas – similar a la utilizada en un horno – hemos logrado simular en una escala de centímetros todos los procesos que se producen a nanoescala con la luz visible Es ampliamente conocido: si tenemos dos objetos de la misma forma pero de diferentes tamaños y con el mismo índice de refracción, que dispersan las ondas electromagnéticas de la misma manera, siempre que la relación entre las dimensiones lineales objetos de la longitud de onda es la misma para ambos los objetos. Esta fue la idea de nuestros experimentos. Sin embargo, el camino desde la idea de los resultados fue muy difícil. Se bastó para decir que los investigadores lograron separar la señal deseada de fondo cuya amplitud a veces era de 3000 veces más grande (!) que la de la señal«.

Teniendo en cuenta las posibles aplicaciones prácticas de los resultados obtenidos, es importante subrayar que la técnica de fabricación de tales nanoesferas para la manipulación de la radiación infrarroja óptica es cercana,  bastante barata y simple. No requiere ningún material «exótico», caro, y / o equipo sofisticado. Además de los equipos ópticos (que, hoy en día, sin embargo, permanecen en la esfera de la realidad virtual), las esferas a  nanoescala que se describen en el documento de Tribelsky y coautores pueden ser utilizadas en la amplia gama de diferentes campos: sistemas de telecomunicaciones; registro, procesamiento y almacenamiento de la información; diagnóstico y el tratamiento de diferentes enfermedades incluyendo oncológicas, etc.

Fuente: Michael I. Tribelsky, Jean-Michel Geffrin, Amelie Litman, Christelle Eyraud, Fernando Moreno. Small Dielectric Spheres with High Refractive Index as New Multifunctional Elements for Optical Devices. Scientific Reports, 2015; 5: 12288 DOI: 10.1038/srep12288

Litografía óptica: de los circuitos integrados a los hologramas


Muere Charles Townes, inventor del láser

Actualidad Informática. Muere Charles Townes, inventor del láser. Rafael Barzanallana

Nacido, hace 99 años,  en Carolina del Sur, Townes se licenció en física en 1936 y llegó a ser profesor en la Universidad de Columbia en 1950; en aquellos momentos las mentes pensantes mas importantes del mundo de la física se enfrentaban al problema de llevar los máser de la teoría a la realidad. Un máser es un amplificador de microondas, de la misma manera que un láser es un amplificador de luz.

Por eso cuando finalmente, y a pesar de las críticas, Townes consiguió fabricar el primer máser en 1953, se abrió la puerta a sucesivos estudios que llevaban el concepto mas allá. El aparato usaba amoniaco para producir una amplificación de microondas hasta los 24 GHz. Fue un trabajo tan importante que le supuso ganar el premio Nobel de Física en 1964 junto con Nikolay Basov y Alexander Prokhorov.

Y es que en base a los máser se pudo aplicar el mismo concepto a la luz para crear los láser. Y desde entonces usamos los láser como una herramienta para todo, desde la comunicación hasta medicina, pasando por los usos militares cada vez mas frecuentes. La influencia que tiene Charles Townes en la física aplicada actual es imposible de medir.

Fuente: omicrono

Vídeo que muestra el funcionamiento de una cámara de teléfono

Vídeo publicado por Nokia que muestra los procesos que ocurren dentro del dispositivo para que nuestras fotografías aparezcan en la pantalla.

Máquina Rube Goldberg que funciona a base de un haz de luz

Una compañia japonesa de servicios de internet, Au HIkari, mando crea esta fascinante e intrincada máquina de Rube Goldberg.

La luz atraviesa por lentes, derrite hielo, quema cordones, atraviesa prismas y más para mostrar un interesante comercial.

Componente de celdas solares a partir de madera

Actualidad Informática. Componente de celdas solares a partir de madera. Rafael Barzanallana

Un nuevo tipo de papel que está hecho de fibras de madera y es 96% transparente podría ser un material revolucionario para las células solares de nueva generación. Viniendo de plantas, el papel es barato y más respetuoso con el medio ambiente que los sustratos de plástico a menudo utilizados en las células solares. Sin embargo, su ventaja más importante es que se supera el compromiso entre la transparencia óptica y la turbidez óptica que presentan la mayoría de los materiales.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Maryland, la South China University of Technology y la Universidad de Nebraska-Lincoln, han publicado un artículo sobre el nuevo material en una edición reciente de la revista Nano Letters.

Como explican los investigadores, los beneficios de rendimiento de células solares son mayores cuando los materiales poseen tanto una alta transparencia óptica (para permitir una buena transmisión de la luz) y alta turbidez óptica (para aumentar la dispersión y por lo tanto la absorción de la luz transmitida dentro del material). Pero hasta ahora, los materiales con altos valores de transparencia (de aproximadamente el 90%) tienen valores de turbidez ópticas muy bajas (de menos de 20%).

El nuevo papel a base de madera tiene una transparencia ultra alta de 96% y turbidez óptica ultra alta del 60%, que es el valor de turbidez óptica más alto reportado entre sustratos transparentes.

La principal razón de este buen desempeño en ambas áreas es que el papel tiene una estructura nanoporosa en lugar de microporosa. El papel habitual está hecho de fibras de madera y tiene una baja transparencia óptica debido a las microcavidades que existen dentro de la estructura porosa que causan dispersión de la luz. En el nuevo papel, estos microporos son eliminados con el fin de mejorar la transparencia óptica. Para ello, los investigadores utilizaron un tratamiento llamado TEMPO para debilitar los enlaces de hidrógeno entre las microfibras que forman las fibras de la madera, lo que provoca que las fibras de la madera se hinchen y colapsen en una densa estructura, que contiene nanoporos apretados en lugar de microporos.

«Los papeles están hechos de materiales en forma de cinta que se pueden apilar bien sin cavidades microscópicas para alta transmitancia, pero con nanoporos para alta turbidez óptica», según el coautor Liangbing Hu, profesor asistente en el Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería de la Universidad de Maryland.

Para probar el papel para aplicaciones de células solares, los investigadores recubrieron el papel de fibra de madera sobre la superficie de una losa de silicio. Los experimentos demostraron que el dispositivo captador de luz puede captar la luz con un aumento del 10% en la eficiencia. Debido a la sencillez de este proceso de laminación, las células solares que ya han sido instaladas y en uso podrían beneficiarse de manera similar de la capa de papel adicional.

Aunque hay otros papeles hechos de nanofibras, este trabajo demuestra una transmitancia óptica mucho más alta, y el uso de mucho menos energía y tiempo para su procesamiento. Con estas ventajas, el, papel de alta turbide muy transparente podría ofrecer una forma económica de mejorar la eficiencia de los paneles solares, techos solares y ventanas solares.

Fuente: Zhiqiang Fang, et al. «Novel Nanostructured Paper with Ultrahigh Transparency and Ultrahigh Haze for Solar CellsNano Letters. DOI: 10.1021/nl404101p

Holograma de color utiliza nanopartículas plasmónicas para almacenar amplias cantidades de información

Actualidad Informática. Holograma color utiliza nanopartículas plasmónica para almacenar amplias cantidades de información. Rafael Barzanallana

En el siglo cuarto, los romanos construyeron un vaso de vidrio especial, la copa de Lycurgus, que cambia de color dependiendo de qué manera la luz brilla a través de él. El vidrio está hecho de plata finamente molida y polvo de oro que produce un efecto de  dicroismo, que cambia el color del oro. Aunque los creadores de la copa de Licurgo probablemente  no conocían el mecanismo responsable de que el  vidrio cambie de color, hoy en día los científicos reconocen el mecanismo de resonancia de plasmones de superficie, y es un fenómeno que continua manteniendo gran interés científico.

En un nuevo estudio publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, Yunuen Montelongo, y colaboradores., en la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, han usado  resonancia de plasmones de superficie como una nueva manera de construir hologramas. Al igual que en la copa de Lycurgus, los nuevos hologramas pueden cambiar de color debido a la dispersión de luz por nanopartículas de plata de tamaños y formas específicas. Debido a su capacidad de crear simultáneamente dos colores y almacenar cantidades de información, los nuevos hologramas podría tener aplicaciones en pantallas 3D y dispositivos de almacenamiento de información, entre otros.

«Este experimento se inspira en las propiedades ópticas únicas mostradas por la copa de Lycurgus,» «Esta excepciona pieza cambia de color de acuerdo a la posición de la fuente de luz. Iluminada de un lado se ve verde, si está iluminado del otro se ve roja.  Además, en contraste con los efectos dicroicos producidas por algunas cristales, como ópalos preciosos, los efectos coloridos de esta taza tienen poca dependencia de la posición del observador. De hecho, el dicroísmo encontrado en la copa tiene origen diferente de los cristales y el ‘efecto plasmónico’ no se ha observado en materiales que se encuentran de forma natural».

Aunque hay varias maneras diferentes de construir hologramas, casi todos los hologramas tradicionales son de un solo color, y los hologramas multicolor hacen que existan limitaciones. Por ejemplo, no existe una metodología que pueda producir hologramas multicolor de una superficie.

Aquí, los investigadores demostraron que es factible construir hologramas multicolor de un solo plano. Los nuevos hologramas consisten en el diseño de precisión de nanopartículas de plata sobre un patrón de sustrato.

Una diferencia clave en los nuevos hologramas es el menor tamaño de las franjas de difracción,  que controlan la interferencia de la onda de luz. En hologramas tradicionales, estas franjas son más grandes que la mitad de la longitud de onda de la luz. En contraste, las franjas están aquí reemplazado con nanopartículas de menos de la mitad de la longitud de onda de la luz. Los investigadores mostraron que la difracción de banda estrecha,que crea los colores, es producida por la dispersión óptica plasmónica-mejorada de las nanoestructuras.

La sublongitud de onda ofrece algunas ventajas. Por ejemplo, dos tipos diferentes de nanopartículas plasmónicas se pueden multiplexar, o combinar pero no acoplar, a distancias de sublongitud de onda. Mediante el uso de nanopartículas de plata con diferentes formas y tamaños, los investigadores pudieron controlar los colores.

Además de proporcionar múltiples colores, la multiplexación de nanopartículas tiene la ventaja de aumentar los límites del ancho de banda de la información. Los investigadores demostraron que cada nanopartícula porta información independiente, de forma que la polarización y la longitud de onda, pueden ser controladas de forma simultánea. Con doble cantidad de nanopartículas, la cantidad total de la información binaria almacenada puede superar los límites tradicionales de la difracción.

«Se ha demostrado que nanopartículas con propiedades resonantes pueden ser desacopladas a  distancias de sublongitud de onda, de forma que los campos electromagnéticas tienen su interacción mínima», dijo Montelongo. «El dispositivo presentado demuestra que estas nanopartículas pueden almacenar y transferir información independiente más allá de los límites de difracción, a diferencia de las estructuras no resonantes. Debido a este fenómeno natural, ha sido posible mostrar, por primera vez, un holograma con imágenes a color en 180 grados. Esta proyección es tan amplia que no es posible mostrarla en un plano, y se debe  usar una esfera de difusión «.

Estas características hacen que el nuevo holograma sea muy atractivo para aplicaciones futuras.

«Además de la aplicación obvia en la sustitución de los típicos hologramas de arco iris de tarjetas de crédito y los elementos de seguridad, este fenómeno puede ser usado para la proyección de imágenes en esferas, lo cual hasta ahora no se ha logrado con la óptica convencional», dijo el coautor Calum Williams en la Universidad de Cambridge. «Por otra parte, este concepto se puede aplicar como base para producir pantallas dinámicas a color en tres dimensiones. En el área de la informática, estas configuraciones holográficas podrían  almacenar información en áreas de sublongitud de onda. Esto significa que  dispositivos de almacenamiento de datos ópticos como CD, DVD o Blu ray podrían expandir sus límites de almacenamiento «.

Fuente: http://phys.org/news/2014-08-hologram-plasmonic-nanoparticles-large-amounts.html#jCp

Yunuen Montelongo, et al. «Plasmonic nanoparticle scattering for color holograms.» PNAS Early Edition. DOI: 10.1073/pnas.1405262111

La Luna como punto de acceso WIFI

Actualidad Informática. La Luna como punto de acceso WIFI. Rafael Barzanallana

Científicos de la NASA y del MIT consiguen enviar conexión WiFi en la Luna utilizando cuatro telescopios que disparan un haz de luz láser con una velocidad de datos de 19.44 megabits por segundo y de descarga desde la Luna de 622 megabits por segundo.

Disponer de WiFi en la Luna ha sido posible gracias a que los científicos han utilizado cuatro telescopios con base en Nuevo México para enviar una señal de enlace ascendente a un receptor montado en un satélite en órbita alrededor de la Luna, un hito que permitirá mejorar las conexiones tierra-aire-espacio con un menor coste que el de los sistemas de comunicación actuales.Cada telescópico, que tiene aproximadamente 15 cm  de diámetro, dispara un emisor láser que transmite la información en impulsos codificados de luz infrarroja logrando enviar datos desde la Tierra a la Luna a una velocidad de 19,44 megabits por segundo con una velocidad de descarga desde la Luna de 622 megabits por segundo.

Fuente: ALT1040

Licencia CC

El gran mérito de Ocularis en el caso Reticare

Actualidad Informática. El gran mérito de Ocularis en el caso Reticare. Rafael Barzanallana. UMU

Un jugoso negocio, una inversión en anuncios impresionante, una «investigación española», una doctora que se pasea por todos los medios de comunicación para vender un filtro que nos va a proteger, periodistas que necesitan noticias «científicas» todos los días y que amplifican la propaganda … todo eso es Reticare.

Y un excelente oftalmólogo, de larga tradición en la web con su proyecto divulgativo Ocularis, que desmonta una a una todas las afirmaciones de los vendedores para sacar el dinero a los incautos. Tras un primer artículo contundente: Reticare, mentiras y negocio

 Los ojos trabajan con luz, necesitan la luz para ejercer su función. Es un órgano que está expuesto a la radiación solar en todos los animales, incluidos nosotros. La evolución ha ido adaptando y modificando el órgano para que no se deteriore, como es fácil de suponer. No se ha demostrado que una exposición normal a la luz solar sea perjudicial, y no se ha demostrado que ninguna protección o barrera prevenga de enfermedades oculares. No se ha demostrado que se produzca un deterioro de la retina debido a la luz visible más energética (luz azul), y no se ha demostrado que filtrando esta luz azul prevengamos de daños en la retina. Por otra parte, la luz solar es más intensa y energética que la luz artificial que se originan en pantallas LED. Si con la dosis más alta los filtros no son útiles, con la dosis más baja, la plausibilidad es incluso menor.
La empresa contraataca y pretende censurar el artículo anterior. Reticare (II) Intentan censurar este blog  

Recientemente, la compañía que se lucra con Reticare se ha puesto en contacto conmigo. De manera, digamos, poco elegante, ha intentado obligarme a retirar el artículo que les dediqué, así como su difusión y comentarios relacionados a través de las redes sociales (principalmente Twitter y Facebook). Es una maniobra comprensible, ya que artículos como éste van directamente en contra de sus intereses comerciales. Lo que quizás sorprenda a alguno que haya comprado el filtro en cuestión, es que en su carta no intentaron avalar sus afirmaciones en base a estudios científicos; creo que se dieron cuenta que no había nada que hacer por esa vía. Pasaron de puntillas sobre ese particular (vamos, que para ellos lo relevante no era si lo del Reticare es verdad o mentira) y directamente intentaban meter miedo a través de sus abogados. A mi modo de ver, es una forma de censura, algo así como: “no me conviene que se divulguen tus razonamientos, así que te asusto para que no te expreses”.

La respuesta en las redes sociales fue inmediata, manifestando el apoyo al autor, y en contra de estas maniobras cuando se denuncian con datos los fraudes científicos.
Ampliar en: El Supositorio

Discos basados en grafeno

Actualidad Informática. Discos basados en grafeno. Rafael Barzanallana. UMU

Investigadores  de Swinburne University of Technology han demostrado el potencial de un nuevo material para lograr el almacenamiento óptico de la información de forma segura.

En su más reciente artículo de investigación publicado en Scientific Reports, los investigadores Xiangping Li Qiming Zhang, Xi Chen y el profesor Min Gu demostraron el potencial para registrar codificación holográfica en un compuesto de polímero.

«Tradicionalmente, la información se registra como datos binarios en un disco. Si el disco se rompe, la información no se puede recuperar», afirmó el Director del Centro de Micro-Fotónica de Swinburne, el profesor Min Gu. «Este es un importante costo de operación de los centros de datos grandes, que se componen de miles de conjuntos de discos con múltiples copias físicas de los datos El nuevo material permite el desarrollo de super-discos, lo que permitirá a la información ser recuperada, incluso de piezas dañadas.»

El óxido de grafeno es similar al grafeno, descubierto por Andre Geim y Konstantin Novoselov, que recibieron el Premio Nobel 2010 de Física por este descubrimiento revolucionario. El grafeno es muy fuerte, ligero, flexible, casi transparente, y es un excelente conductor del calor y electricidad.  El óxido de grafeno tiene propiedades similares, pero también presenta una propiedad fluorescente fundamental que se puede utilizar en bioimagen y para la grabación óptica multimodo.

Al enfocar  pulsos ultracortos de un haz láser en el polímero de óxido de grafeno, los investigadores crearon un aumento 10-100 veces en el del óxido de grafeno junto con una disminución en su fluorescencia. (El índice de refracción es la medida de la desviación de la luz a medida que pasa a través de un medio.)

«El hecho único de la modulación del índice de refracción gigante, junto a la propiedad de fluorescencia del polímero de óxido de grafeno ofrecen un nuevo mecanismo para la grabación óptica multimodo», dijo el profesor Gu.

Para demostrar la viabilidad de este mecanismo, los investigadores codificaron la imagen de un canguro en un holograma generado por ordenador. Después, el holograma se representa como una grabación en tres dimensiones para el polímero de óxido de grafeno. Los patrones codificados en el holograma no podían ser vistos como una imagen de microscopio normal, pero se pudo recuperar en el modo de difracción.

«El índice de refracción gigante de este material se muestra prometedor para la fusión de almacenamiento de datos con la holografía de para la  codificación segura», dijo el profesor Gu.

«Esta característica interesante no sólo aumenta el nivel de seguridad de almacenamiento, sino que también ayuda a reducir los costos de operación de los centros de datos grandes que dependen de múltiples copias físicas para evitar la pérdida de datos».

Los investigadores afirman que también podría revolucionar la televisión de pantalla plana y tecnología de células solares. «Más importante aún, el grafeno se ha considerado como un reemplazo revolucionario para el silicio, que es la plataforma de tecnologías de la información actuales basados en la electrónica», dijo el Dr. Xiangping Li.

«El índice de refracción gigante descubrimos muestra la promesa del para fusionar la electrónica y la fotónica para la plataforma de la próxima generación de tecnologías de la información. »

Ampliar en:

Fotónica: El grafeno permite detectores de luz en un chip

Nature

 

 

Rafael Barzanallana

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