Un equipo de la Universidad de Tecnología de Sídney (UTS) ha encontrado que al torcer capas extremadamente delgadas de nitruro de boro hexagonal (hBN) se pueden alterar de forma significativa las propiedades de las fuentes de luz cuántica. Este hallazgo abre la puerta a avances en computación cuántica, comunicaciones seguras y sensores de alta precisión.
Dirigido por el Dr. Angus Gale y supervisado por el profesor Igor Aharonovich, el estudio demuestra que la torsión de las capas del material puede modificar tanto el color como la longitud de onda de la luz emitida por sus denominados emisores cuánticos. La posibilidad de ajustar estas características representa una nueva vía para controlar sistemas que hasta ahora han sido difíciles de adaptar a aplicaciones tecnológicas.
Una nueva forma de controlar los emisores cuánticos
Los emisores cuánticos son estructuras capaces de generar luz a nivel individual y constituyen uno de los elementos clave para desarrollar tecnologías basadas en la mecánica cuántica. Sin embargo, convertir estas propiedades en dispositivos prácticos sigue siendo uno de los mayores desafíos.
“Puedes medir estos emisores cuánticos y ver que existen, pero es difícil hacer que funcionen en la práctica”, explicó Gale.
Según el investigador, el nuevo método proporciona una herramienta para modificar sus características y acercarlos a aplicaciones reales. Durante los experimentos, el equipo aprovechó la estructura estratificada del hBN. A diferencia de un material sólido convencional, sus capas pueden separarse, manipularse y volver a ensamblarse. Los científicos levantaron las capas, cambiaron su orientación y las apilaron nuevamente para observar cómo respondían los emisores de luz.
El procedimiento permitió modificar continuamente las propiedades ópticas del sistema, en lugar de fabricar un dispositivo con un único ángulo de torsión y dejarlo fijo.
El ángulo de las capas cambia la luz
Uno de los resultados más relevantes fue la magnitud del desplazamiento observado en la emisión de luz. Al modificar el ángulo entre las capas de hBN, los investigadores consiguieron alterar de manera considerable el color y la longitud de onda de la radiación producida por los emisores cuánticos.
Gale señaló que esta capacidad de ajuste supera lo que suele conseguirse mediante otras técnicas de manipulación de estos sistemas. La torsión funciona entonces como una especie de mecanismo de control que permite modificar las propiedades ópticas sin tener que recurrir a materiales diferentes. El investigador comparó el hBN con rebanadas de queso que pueden separarse y volver a colocarse. Esta estructura permite acceder a las capas individuales y modificar la manera en que interactúan entre sí, algo mucho más complicado en materiales cuánticos tradicionales como el diamante o el carburo de silicio.
Un camino hacia nuevas tecnologías cuánticas
La importancia del descubrimiento no se limita a modificar el color de una fuente de luz. Tener un método sencillo y reversible para ajustar las propiedades de un material puede ser relevante para diseñar componentes cuánticos más precisos. El profesor Igor Aharonovich destacó que combinar capas de materiales en diferentes orientaciones puede generar comportamientos físicos que no aparecen cuando estas estructuras se encuentran aisladas. El ángulo entre las capas se convierte así en una variable adicional para diseñar y controlar sistemas cuánticos.
Los resultados podrían contribuir, a largo plazo, al desarrollo de tecnologías relacionadas con la computación cuántica, las comunicaciones seguras y los sensores cuánticos. Estas aplicaciones abarcarían campos como la ciberseguridad, la atención médica y sistemas de posicionamiento más precisos. El trabajo todavía se encuentra en una etapa de investigación fundamental. No significa que estos dispositivos estén listos para su uso comercial, pero proporciona una nueva herramienta para manipular emisores cuánticos. Para los investigadores, ese mayor nivel de control puede ser un paso necesario para transformar fenómenos observados en el laboratorio en tecnologías cuánticas funcionales.
Fuente: Infobae