Científicos del CCNY atrapan luz dentro de un imán

La luz atrapada dentro de un cristal magnético puede mejorar fuertemente sus interacciones magnetoópticas. Imagen creada por Rezlind Bushati.

Un nuevo estudio dirigido por Vinod M. Menon y su grupo de investigación en el City College de Nueva York muestra que atrapar la luz dentro de materiales magnéticos puede mejorar drásticamente sus propiedades intrínsecas. Las fuertes respuestas ópticas de los imanes son importantes para el desarrollo de láseres magnéticos y dispositivos de memoria magnetoóptica, así como para aplicaciones emergentes de transducción cuántica.

En su nuevo artículo en la revista "Nature", Menon y su equipo informan sobre las propiedades de un imán en capas que alberga excitones fuertemente unidos: cuasipartículas con interacciones ópticas particularmente fuertes. Por eso, el material es capaz de atrapar la luz... por sí solo. Como muestran sus experimentos, las respuestas ópticas de este material a los fenómenos magnéticos son órdenes de magnitud más fuertes que las de los imanes típicos. "Dado que la luz rebota hacia adelante y hacia atrás dentro del imán, las interacciones realmente mejoran", dijo el Dr. Florian Dirnberger, autor principal del estudio. "Para dar un ejemplo, cuando aplicamos un campo magnético externo, el reflejo de la luz en el infrarrojo cercano se altera tanto que el material básicamente cambia de color. Esa es una respuesta magnetoóptica bastante fuerte".

"Por lo general, la luz no responde tan fuertemente al magnetismo", dijo Menon. "Esta es la razón por la que las aplicaciones tecnológicas basadas en efectos magnetoópticos a menudo requieren la implementación de esquemas de detección óptica sensibles".

Sobre cómo los avances pueden beneficiar a la gente común, el coautor del estudio, Jiamin Quan, dijo: “Las aplicaciones tecnológicas de los materiales magnéticos hoy en día están relacionadas principalmente con fenómenos magnetoeléctricos. Dadas las fuertes interacciones entre el magnetismo y la luz, ahora podemos esperar crear algún día láseres magnéticos y reconsiderar viejos conceptos de memoria magnética controlada ópticamente". Rezlind Bushati, un estudiante graduado del grupo Menon, también contribuyó al trabajo experimental.

El estudio realizado en estrecha colaboración con Andrea Alù y su grupo en el Centro de Investigación Científica Avanzada CUNY es el resultado de una importante colaboración internacional. Los experimentos realizados en CCNY y ASRC se complementaron con mediciones tomadas en la Universidad de Washington en el grupo del Prof. Xiaodong Xu por el Dr. Geoffrey Diederich. El apoyo teórico estuvo a cargo del Dr. Akashdeep Kamra y el Prof. Francisco J. García-Vidal de la Universidad Autónoma de Madrid y el Dr. Matthias Florian de la Universidad de Michigan. Los materiales fueron cultivados por el Prof. Zdenek Sofer y Kseniia Mosina en la UCT Praga y el proyecto contó con el apoyo del Dr. Julian Klein del MIT. El trabajo en CCNY fue apoyado a través de la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea de EE. UU., la División de Investigación de Materiales de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF), el centro CREST IDEALS de NSF, DARPA y la Fundación de Investigación Alemana.

Acerca del City College de Nueva York Desde 1847, el City College of New York ha brindado educación asequible y de alta calidad a generaciones de neoyorquinos en una amplia variedad de disciplinas. CCNY abraza su posición a la vanguardia del cambio social. Ocupa el puesto número 1 según Opportunity Insights, con sede en Harvard, entre 369 universidades públicas selectivas en los Estados Unidos en el índice de movilidad general. Esta medida refleja tanto el acceso como los resultados, y representa la probabilidad de que un estudiante de CCNY pueda ascender dos o más quintiles de ingresos. La organización de investigación educativa Degree Choices clasifica a CCNY como la número 1 a nivel nacional entre las universidades por su retorno económico de la inversión. Además, el Center for World University Rankings ubica a CCNY entre el 1,8 % de las mejores universidades del mundo en términos de excelencia académica. La firma de análisis laboral Emsi calcula el impacto económico anual de CCNY en $1.9 mil millones en la economía regional (5 distritos y 5 condados adyacentes) y cuantifica el retorno de la inversión “por dólar” para los estudiantes, los contribuyentes y la sociedad. En City College, más de 15,000 estudiantes obtienen títulos universitarios y de posgrado en ocho escuelas y divisiones, impulsados ​​por importantes investigaciones, creatividad y becas financiadas. Este año, CCNY lanzó la campaña de recaudación de fondos más amplia de su historia. La campaña, titulada “Haciendo cosas notables juntos”, busca que la Fundación de la Universidad tenga más de mil millones de dólares en activos totales para apoyar la misión de la Universidad. CCNY es tan diversa, dinámica y visionaria como la propia ciudad de Nueva York. Ver el kit de prensa de CCNY.

Jay Mwambap: 917.892.0374e: [email protected]