Ricercatori dell'Universitat Politècnica de València (UPV), appartenente al Nanophotonics Technology Center, hanno compiuto un nuovo passo nella progettazione di materiali invisibili omnidirezionali. Nei loro laboratori, hanno scoperto una nuova simmetria fondamentale nelle leggi dell'elettromagnetismo, acustica ed elasticità:una supersimmetria temporale. Questa scoperta è stata pubblicata in Comunicazioni sulla natura .

Secondo Carlos García Meca e Andrés Macho Ortiz, ricercatori presso NTC-UPV, questa nuova simmetria permette la conservazione del momento lineare tra sistemi fisici drammaticamente differenti. Questo apre la strada alla progettazione di ottiche pionieristiche, dispositivi acustici ed elastici, compreso omnidirezionale invisibile, materiali indipendenti dalla polarizzazione, variatori di frequenza ultracompatti, isolatori e trasformatori a forma di impulso.

"Questi dispositivi ci consentono di modificare insolitamente diverse proprietà dei segnali luminosi all'interno dei circuiti fotonici per elaborare la diffusione delle informazioni. Questo è vitale nei sistemi di comunicazione. Inoltre, possiamo adattare la funzionalità di tali dispositivi alle esigenze in qualsiasi momento, in quanto configurabili dinamicamente, " ha spiegato Carlos García Meca.

Per la progettazione di questi nuovi dispositivi, la chiave sta nel cambiare l'indice di rifrazione, che in questo caso non si genera nello spazio ma nel tempo. "La tecnica della supersimmetria ci dice come variare l'indice di rifrazione di un oggetto per avere la luce completamente trasmessa, evitando riflessi indesiderati, ", ha detto Andrés Macho Ortiz.

La proprietà della non riflessione è particolarmente utile per progettare nuovi circuiti fotonici. "La sua implementazione ci consente di aumentare la velocità delle comunicazioni all'interno e le rende più compatte e configurabili senza che il segnale che trasporta i bit di informazione venga riflesso indietro, " spiegarono Carlos e Andrés.

Generalmente, la riflessione di materiali le cui proprietà variano nel tempo non dipende dalla direzione di propagazione della luce. Perciò, "l'assenza di riflessi nei materiali proposti è legata ad una totale trasparenza, che si traduce nel concetto di invisibilità omnidirezionale:qualunque sia la direzione della luce che colpisce quei materiali, la loro presenza non è rilevabile, " hanno concluso gli autori.

simmetrie

La scoperta delle simmetrie in natura è un caposaldo della fisica che ci permette di trovare le leggi di conservazione che governano l'universo. Per esempio, carica elettrica, conservazione dell'energia e della massa (proveniente dalle simmetrie nelle leggi fisiche che governano l'elettromagnetismo, termodinamica e chimica) ha consentito all'uomo di sviluppare questa tecnologia (circuiti, centrali nucleari, droghe...).

In via eccezionale, la supersimmetria è stata originariamente concepita nella fisica quantistica come un'ipotetica simmetria tra particelle che potrebbe spiegare tutte le interazioni in natura:forze nucleari, gravità ed elettromagnetismo.