Investigadores chilenos e internacionales crean molécula de luz

En un avance trascendental para la ciencia de la luz, investigadores de Chile, Alemania y Rusia han logrado la creación de redes fotónicas moleculares. Este hito, publicado en la revista científica Nano Letters, representa un paso fundamental en la ingeniería de materiales fotónicos a nivel molecular, abriendo un abanico de posibilidades en el campo de la fotónica. La investigación, liderada por científicos de la Universidad de Chile, la Universidad Rostck de Alemania y la Universidad ITMO en San Petersburgo, explora la fabricación de estas estructuras innovadoras, que se comportan de manera similar a los átomos en una red atómica. Al fusionar fibras ópticas con técnicas de vanguardia, los investigadores lograron crear "moléculas" de luz, también conocidas como fotones compuestos. Al respecto el Dr. Rodrigo Andrés Vicencio Poblete, académico del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, manifestó: "Nuestro laboratorio en el Departamento de Física, en Beauchef (Santiago Centro), es capaz de fabricar guías de ondas (fibras ópticas) al interior de vidrio, donde cada una de ellas puede pensarse como si fuera un átomo. Entonces, al fabricar estas estructuras muy próximas en el espacio - 7 micrómetros o menos - logramos crear moléculas de luz y estudiar sus propiedades dentro de este ecosistema".

El profesor Rodrigo Vicencio, además agregó que "éstas moléculas había sido previamente propuesto con otras técnicas, pero no habían sido desarrolladas y estudiadas en una red específica y, además, mediante la excitación de distintos estados orbitales".

En la fase inicial del estudio, el equipo combinó técnicas computacionales y de simulación. Luego, se utilizaron experimentos prácticos para fabricar las moléculas fotónicas utilizando un láser de femtosegundos. Para estudiar la respuesta espectral, se caracterizaron las muestras con un láser supercontinuo. Como siguiente paso, se planea explorar e identificar geometrías más efectivas, incluyendo el estudio de estados orbitales en un "ángulo mágico" que se espera que induzca invisibilidad entre guías de ondas cercanas. Este enfoque integrado de modelado teórico y experimentación avanzada, que incluye la escritura de moléculas fotónicas con láseres de femtosegundos y la caracterización con láseres supercontinuos, demuestra el compromiso del equipo con la innovación en la investigación fotónica.

En la investigación, el equipo de académicos empleó avanzadas técnicas computacionales y de simulación para la fase teórica del estudio. Posteriormente, se realizaron experimentos prácticos. Utilizando un láser de femtosegundos, fabricaron las moléculas fotónicas dentro de guías de ondas, comparables a átomos, impresas en vidrio. Estas guías de ondas, al estar ubicadas a una proximidad de 7 micrómetros o menos, permiten la creación de moléculas de luz y el estudio de sus propiedades dentro de este entorno controlado. Además, se utilizó un láser supercontinuo para caracterizar la respuesta espectral de las muestras. Cabe destacar que esta investigación es pionera en la fabricación y estudio de moléculas de luz dentro de una red específica y utilizando la excitación de diferentes estados orbitales. Como próximos pasos, el equipo planea explorar y determinar geometrías más eficaces, incluyendo el estudio de estados orbitales en un "ángulo mágico" que podría inducir invisibilidad entre guías de ondas cercanas. Ete enfoque, que combina la precisión del modelado teórico con la capacidad de manipulación de la experimentación avanzada, ha permitido al equipo corregir imperfecciones durante la construcción de los dispositivos, un avance significativo con potencial para la creación de memorias ópticas y cuánticas. Este enfoque integrado subraya el compromiso del equipo con la innovación en la investigación fotónica, promoviendo avances significativos en el campo científico.

EQUIPO DE INVESTIGADORES