I risultati delle ultime ricerche sulla fotonica del National Physical Laboratory (NPL) potrebbero aprire le porte a nuove tecnologie quantistiche e sistemi di telecomunicazioni

I ricercatori del National Physical Laboratory (NPL) hanno rivelato qualità insolite nella luce che potrebbero aprire la strada a dispositivi e applicazioni elettronici completamente nuovi. La luce è ampiamente utilizzata nell'elettronica per le telecomunicazioni e l'informatica. Le fibre ottiche sono solo un esempio comune di come la luce viene utilizzata per facilitare le chiamate telefoniche e le connessioni Internet in tutto il mondo.

Come delineato oggi in Lettere di revisione fisica , I ricercatori dell'NPL hanno studiato come la luce può essere controllata in un risonatore ad anello ottico, un minuscolo dispositivo in grado di immagazzinare intensità luminose estremamente elevate. Proprio come certi "sussurri" possono viaggiare in una galleria sussurrante ed essere ascoltati dall'altra parte, in un risonatore ad anello ottico le lunghezze d'onda della luce risuonano attorno al dispositivo.

Il primo studio nel suo genere utilizza risonatori ottici ad anello per identificare l'interazione di due tipi di rottura spontanea della simmetria. Analizzando come varia il tempo tra gli impulsi di luce e come la luce viene polarizzata, il team è stato in grado di rivelare nuovi modi per manipolare la luce.

Ad esempio, di solito la luce obbedirà a quella che è nota come "simmetria di inversione del tempo", il che significa che se il tempo è invertito, la luce dovrebbe tornare alla sua origine. Però, come mostra questa ricerca, ad alta intensità luminosa questa simmetria è rotta all'interno dei risonatori ad anello ottici.

Francois Copia, scienziato del progetto spiega:"Quando si semina il risonatore ad anello con brevi impulsi, gli impulsi circolanti all'interno del risonatore arriveranno prima o dopo l'impulso seme ma mai allo stesso tempo."

Come potenziale applicazione, questo potrebbe essere usato per combinare e riorganizzare gli impulsi ottici, ad es. nelle reti di telecomunicazioni.

La ricerca ha anche mostrato che la luce può cambiare spontaneamente la sua polarizzazione nei risonatori ad anello. È come se una corda di chitarra fosse stata pizzicata inizialmente in direzione verticale ma improvvisamente iniziasse a vibrare in un movimento circolare in senso orario o antiorario.

Questo non solo ha migliorato la nostra comprensione delle dinamiche non lineari nella fotonica, contribuendo a guidare lo sviluppo di migliori risonatori ad anello ottici per applicazioni future (come negli orologi atomici per un preciso rilevamento del tempo), ma aiuterà gli scienziati a capire meglio come possiamo manipolare la luce nei circuiti fotonici nei sensori e nelle tecnologie quantistiche.

Pascal Del'Haye, Ricercatore senior, Il National Physical Laboratory (NPL) ha dichiarato:"L'ottica è diventata una parte importante delle nostre reti di telecomunicazioni e dei nostri sistemi informatici. Comprendere come possiamo manipolare la luce nei circuiti fotonici aiuterà a sbloccare tutta una serie di nuove tecnologie, compresi sensori migliori e nuove capacità quantistiche, che diventerà sempre più importante nella nostra vita di tutti i giorni".