Nuevo avance: iluminando la luz torcida con polarización elíptica para tecnologías autónomas y de visión

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Por Pedro Martinez
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Luz polarizada elípticamente emergiendo de una fuente retorcida.

MadridInvestigadores de la Universidad de Michigan han desarrollado un nuevo método para generar luz extremadamente brillante y retorcida, utilizando tecnología similar a la de una bombilla tradicional. Este hallazgo mejora nuestra comprensión de la radiación de cuerpo negro y podría ser útil en campos como la visión robótica y la navegación autónoma. El estudio revela que pequeñas torsiones a nivel micrométrico o nanométrico en los materiales pueden influir en la polarización de la radiación de cuerpo negro que emiten.

Esta investigación descubrió que la forma del emisor influye en la polarización de la luz. También reveló que un tipo de luz conocido como luz retorcida o quiral es mucho más intensa cuando se genera con este método. Esto podría ser útil para desarrollar tecnologías en autos autónomos y robots.

Radiación de cuerpo negro es un concepto fundamental en la física. Se refiere a la luz emitida por cualquier objeto con una temperatura por encima del cero absoluto. Generalmente, esta luz presenta polarización aleatoria. No obstante, investigaciones demuestran que si el emisor tiene estructuras de tamaño comparable a la longitud de onda de la luz, la luz emitida se vuelve entrelazada. Esta luz entrelazada presenta polarización elíptica y puede ser más brillante y intensa que la producida por otros métodos.

Producir luz quiral a partir de estructuras pequeñas tiene muchas aplicaciones potenciales. Un uso interesante es en los sistemas de visión de los coches autónomos. Estos sistemas actualmente enfrentan dificultades para diferenciar objetos que emiten niveles similares de luz. Utilizando luz torcida, los coches podrían emplear diferentes propiedades de polarización para distinguir mejor objetos que tienen el mismo color pero diferentes patrones de torsión, como diferenciar entre una persona y un animal como un ciervo.

Este método resulta ventajoso ya que genera una iluminación hasta 100 veces más intensa que otras técnicas que utilizan luz torcida. El reto actual es reducir el rango de longitudes de onda y torsiones. Los investigadores consideran emplear estructuras emisoras de luz torcida para desarrollar láseres con aplicaciones específicas. También planean estudiar más el espectro infrarrojo para mejorar el contraste de imagen en áreas que actualmente presentan mucho "ruido".

El estudio revela que las nanostructuras quirales pueden transformar la forma en que utilizamos la luz para observar y comprender mejor nuestro entorno. Este avance podría llevar a tecnologías autónomas más fiables y eficientes.

El estudio se publica aquí:

http://dx.doi.org/10.1126/science.adq4068

y su cita oficial - incluidos autores y revista - es

Jun Lu, Hong Ju Jung, Ji-Young Kim, Nicholas A. Kotov. Bright, circularly polarized black-body radiation from twisted nanocarbon filaments. Science, 2024; 386 (6728): 1400 DOI: 10.1126/science.adq4068

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