Un equipo internacional de investigadores, liderado por el grupo de Nano-Óptica Cuántica de la Universidad de Oviedo y el Centro de Investigación de Nanomateriales y Nanotecnología (CINN-CSIC), ha marcado un hito en la física y la nanofotónica al lograr que rayos de luz se propaguen de manera unidireccional en la nanoescala. Este descubrimiento, publicado en la prestigiosa revista Nature Communications, abre nuevas posibilidades para aplicaciones en dispositivos avanzados como nanorouters, nanobiosensores e incluso la computación cuántica.

Un rayo de luz a escala nanométrica

El equipo consiguió que la luz se comporte de forma similar a un láser, propagándose sin desviarse en una dirección específica, lo cual es una característica inédita en la nanoescala. En investigaciones previas, el grupo había logrado guiar la luz en estos materiales, pero esta avanzaba de manera oscilante. En esta ocasión, mediante una configuración innovadora, lograron que la luz se desplace de forma concentrada y directa. José Álvarez Cuervo, investigador predoctoral y primer autor del estudio, destacó que el avance permite modificar la dirección de la luz simplemente ajustando su frecuencia o color, una flexibilidad que abre múltiples posibilidades en la creación de circuitos ópticos y otras aplicaciones tecnológicas.

Un diseño revolucionario

El equipo utilizó un esquema experimental en el que apilaron una capa extremadamente delgada sobre otra de mayor grosor, en lugar de apilar tres láminas de igual espesor como en estudios anteriores. Este cambio no solo facilita el manejo y la construcción de los dispositivos, sino que también mejora la interacción de la luz con el material, haciéndolo más eficiente y controlable. Ana Isabel Fernández Tresguerres-Mata, coautora del estudio, señaló que esta configuración innovadora representa una simplificación significativa en el diseño de futuros dispositivos nanofotónicos.

Colaboración internacional y aplicaciones futuras

Este logro, alcanzado en colaboración con el Donostia International Physics Center (DIPC), la Universidad de Vanderbilt en Estados Unidos y el Instituto Max Planck en Alemania, es el resultado de un esfuerzo global por avanzar en el control de la luz a nivel nanométrico. Según Christian Lanza, investigador del grupo de Nano-Óptica Cuántica, el descubrimiento no solo facilitará la creación de nanobiosensores y nanorouters, sino que también podría revolucionar el control de calor a nivel microscópico y, a largo plazo, la transmisión de información en la computación cuántica.

La investigación está respaldada por una ERC Consolidator Grant, uno de los programas de financiamiento más importantes de la Unión Europea, y se centra en explorar las interacciones entre luz y materiales bidimensionales, como el grafeno. Estos materiales, con solo unos pocos átomos de espesor, ofrecen propiedades únicas que permiten avances en tecnología y física aplicada.

Este nuevo avance refuerza el liderazgo de la Universidad de Oviedo en el campo de la nanofotónica y abre un horizonte de posibilidades en la miniaturización y eficiencia de dispositivos tecnológicos, destacando el papel de la investigación en el desarrollo de soluciones innovadoras a nivel global.

Pie de foto: Equipo que ha conseguido este gran avance