Forza ottica migliorata. Quando la luce scorre nella guida d'onda fatta di metamateriale, i fotoni (gialli) vengono ingannati per spostarsi da un lato. Qui l'azione è visualizzata dai rotori (verde). Quando tutti i fotoni sono assemblati sullo stesso lato, la forza ottica (blu) tra le guide d'onda è fortemente potenziata. Le curve (rosse) mostrano come la luce si è spostata dal centro verso il lato delle guide d'onda. Credito:Sophie Viaene, Lana Descheemaeker e Vincent Ginis.
La luce è costituita da un flusso di fotoni. Se due guide d'onda – cavi per la luce – sono affiancate, si attraggono o si respingono. L'interazione è dovuta alla forza ottica, ma l'effetto è solitamente estremamente piccolo. I fisici della Chalmers University of Technology e della Libera Università di Bruxelles hanno ora trovato un metodo per migliorare significativamente la forza ottica. Il metodo apre nuove possibilità nell'ambito della tecnologia dei sensori e della nanoscienza. I risultati sono stati recentemente pubblicati in Lettere di revisione fisica .
Per far sì che la luce si comporti in un modo completamente nuovo, gli scienziati hanno studiato guide d'onda fatte di un materiale artificiale per ingannare i fotoni. Il materiale appositamente progettato fa spostare tutti i fotoni su un lato della guida d'onda. Quando i fotoni in una guida d'onda vicina fanno lo stesso, una raccolta di fotoni si raduna improvvisamente molto da vicino. Ciò aumenta la forza tra le guide d'onda fino a 10 volte.
"Abbiamo trovato un modo per ingannare i fotoni in modo che si raggruppino insieme ai lati interni delle guide d'onda. I fotoni normalmente non preferiscono sinistra o destra, ma il nostro metamateriale crea esattamente quell'effetto, "dice Philippe Tassin, Professore Associato presso il Dipartimento di Fisica della Chalmers University of Technology.
Philippe Tassin e Sophie Viaene di Chalmers e Lana Descheemaeker e Vincent Ginis della Libera Università di Bruxelles hanno sviluppato un metodo per utilizzare la forza ottica in un modo completamente nuovo. Può, Per esempio, essere utilizzato in sensori o per pilotare nanomotori. Nel futuro, tali motori potrebbero essere utilizzati per ordinare le cellule o separare le particelle nella tecnologia medica.
"Il nostro metodo apre nuove opportunità per l'uso delle guide d'onda in una vasta gamma di applicazioni tecniche. È davvero entusiasmante che i materiali artificiali possano cambiare così drasticamente le caratteristiche di base della propagazione della luce, "dice Vincenzo Ginis, professore assistente presso il Dipartimento di Fisica della Libera Università di Bruxelles.
