Una investigación sobre cristales fotónicos que curvan la luz podría mejorar el desarrollo de la tecnología 6G

Un grupo de científicos japoneses se encuentra inmerso en investigaciones que exploran la capacidad de los cristales fotónicos para desviar la luz de manera similar a cómo lo hacen los agujeros negros. Un informe publicado en Physical Review A sugiere que estos avances podrían tener un impacto significativo en el desarrollo de la tecnología de las telecomunicación 6G.

Según la teoría de la relatividad de Albert Einstein, la trayectoria de la luz se modifica en presencia de campos gravitatorios generados por objetos masivos, como aquellos que curvan el espacio en sí mismo. La observación de la luz al pasar cerca de agujeros negros y cúmulos de galaxias confirma esta afirmación.

Los cristales fotónicos son objetos con estructuras organizadas y repetitivas a nivel nanoscópico, lo que les confiere propiedades de reflexión interna excepcionales. En la naturaleza, podemos observar efectos similares cuando la luz interactúa con las alas de las mariposas o las plumas tornasoladas de ciertas aves. Los cristales fotónicos curvan la trayectoria de la luz de una manera que imita la influencia gravitatoria de objetos masivos en el espacio, lo que ha llevado a que se les denomine “pseudogravedad“.

Un equipo de físicos, dirigido por Kanji Nanjyo del Instituto de Tecnología de Kioto, está enfocado en ejercer control sobre la dirección de la luz utilizando cristales fotónicos. En un reciente experimento, lograron replicar el efecto de la gravedad en la luz mediante la modificación del material especial, ajustando la distancia entre sus componentes. Utilizaron un cristal fotónico de silicio distorsionado con una constante de red primaria de 200 micrómetros. Cuando un rayo de luz pasó a través del cristal en esta nueva configuración, su trayectoria se curvó de manera similar a como lo haría en presencia de un objeto masivo.

En palabras de la Universidad japonesa:

La modificación de los cristales fotónicos mediante la introducción de distorsiones en su estructura de red, que alteraron el patrón en forma de rejilla de los cristales, influyó en la estructura de bandas fotónicas de los cristales, dando como resultado una trayectoria curva del rayo en su interior, similar a la curvatura que experimenta la luz al pasar cerca de un cuerpo celeste masivo como un agujero negro.

Telecomunicaciones del Futuro (6G) y los Gravitones

Según Kitamura, el descubrimiento de este cristal podría representar el punto de partida para las telecomunicaciones del futuro. La capacidad de desviar haces de luz dentro del rango de terahercios podría abrir las puertas a la tecnología de comunicación 6G y promete una mejora sustancial en la velocidad y la capacidad de transmisión de datos.

Masayuki Fujita, co-autor del estudio, también señala que los resultados obtenidos en el experimento con cristales fotónicos podrían desvelar nuevas oportunidades en el ámbito de la física de gravitones.

En la actual formulación de la teoría cuántica de campos, se parte del supuesto de que las fuerzas fundamentales del universo se comunican mediante partículas mediadoras. El gravitón es la partícula teórica que se propone como portadora del quantum de la fuerza gravitatoria.

A día de hoy, no se ha logrado observar directamente un gravitón, y su existencia aún no ha sido confirmada mediante experimentos. Los fotones, que desempeñan un papel central en este experimento, son las partículas mediadoras responsables de la transmisión de la fuerza electromagnética.