Un equipo de física usa una figura de 13 lados para fabricar un cristal fotónico con propiedades nuevas.
Una figura geométrica que resolvió un viejo problema matemático acaba de mostrar una utilidad inesperada en física. Investigadores de la Universidad de Tokio fabricaron un cristal fotónico basado en una tesela “einstein” de 13 lados, capaz de cubrir una superficie indefinidamente sin repetir un patrón periódico. El término procede de “ein stein”, “una piedra” en alemán, y alude a que una sola pieza basta para generar ese mosaico aperiódico.
El equipo trasladó la geometría a un chip de nitruro de silicio mediante litografía por haz de electrones y grabado. Así abrió cientos de miles de orificios nanométricos, cada uno de unos 100 nanómetros de radio, en una zona de alrededor de medio milímetro. Aunque la escala era mínima, la disposición conservaba un orden de largo alcance propio de los cuasicristales.
Al iluminar la estructura con un láser, la luz no se dispersó de forma caótica. Produjo un patrón en forma de molinillo con máximos brillantes bien definidos, que se mantenían en las mismas posiciones al cambiar el punto de incidencia. Esa regularidad confirmó que el diseño seguía reglas precisas sin recurrir a la repetición típica de cristales como la sal o el diamante.
La observación más llamativa fue su respuesta a la polarización circular. Como la tesela no coincide con su imagen en un espejo, presenta quiralidad, y esa asimetría hizo que la luz que gira en sentidos opuestos se dispersara de manera distinta.
El efecto podría explorarse en chips destinados a comunicaciones ópticas y computación basada en luz. Por ahora, el experimento muestra que una solución nacida en la geometría también puede servir para diseñar materiales con propiedades ópticas poco habituales.
Basado en: Larissa G. Capella, Live Science