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Abr 10 2014

Destellos desde Vega: El plasmón sufre el principio de interferencia cuántica

Crédito: Jim Fakonas/Caltech/Phys.org

El plasmón, una quasipartícula que es el cuanto de las oscilaciones del plasma, podría ayudar en del desarrollo de celdas fotovoltaicas y del futuro ordenador cuántico. Según un artículo publicado en Nature Photonics el pasado 31 de Marzo por investigadores del Caltech liderados por Jim Fakonas, el plasmón sí que sufre el principio de interferencia cuántica, al igual que lo hace el fotón (cuanto del campo electromagnético). Para ello han creado un divisor de haz basado en un dispositivo denomina waveguide (guía de ondas), ya que el haz plasmones no puede ser dividido usando el clásico divisor de haz con espejos semiplateados para los fotones. El plasmón es fácilmente absorbible por la materia y para evitarlo han usado dos waveguides sobre la superficie de un chip de silicio de tan sólo 10 micrómetros cuadrados, reduciendo así la posible absorción.
Como ya hemos dicho, el plasmón es una quasipartícula que es el cuanto de las oscilaciones del plasma, en concreto oscilaciones en la densidad del gas de Fermi (gas de electrones libres). Como quasipartícula podría considerarse como una partícula en movimiento en un sistema donde está rodeada por una nube de otras partículas, las cuales, o bien se apartar el movimiento de la partícula o bien son arrastradas. De este modo, la entidad entera se puede considerar como una partícula libre. En concreto en la física de materia condesada, el estudio de las quasipartículas permite simplificar bastante el problema de los muchos cuerpos existente en la mecánica cuántica.



Para el caso concreto del estudio realizado en el Caltech, es estudiaron los plasmones de superficie, que existen en la superficie de contacto entre un metal y el aire. En el metal los electrones tienen libertad para moverse y pueden crear ondas coordinadas de electrones, apareciendo el plasmón como partícula cuántica de estas ondas. Una ventaja importante de este tipo de plasmones es que oscilan en frecuencias ópticas.

Se puede ampliar información sobre este estudio en el artículo “Quantum photon properties revealed in another particle—the plasmon” de Phys.org.

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