Un equipo de físicos consigue crear dimensiones sintéticas, gracias al uso de chips de fotones de silicio, que controlan la luz a muy pequeña escala

¿Alguna vez has escuchado hablar sobre la fotónica topológica? Aunque el concepto no es sencillo, ya que integra geometría, matemáticas y física, mediante este se pueden conseguir sintetizar dimensiones.

Para comenzar, cabe decir que la fotónica es la ciencia para detectar y controlar fotones, a rasgos muy generales. Esta tiene diferentes aplicaciones electrónicas como la telecomunicación por fibra óptica o la impresión láser.

Por su parte, las dimensiones no se refieren a diferentes universos, como se ha mostrado de forma común y desacertada en series y películas de ciencia ficción. 

En este caso, las dimensiones en la física serían 3, relacionadas con el espacio, mientras que a nivel macroscópico la cuarta dimensión sería el tiempo. Ahora bien, ¿qué ocurriría si se consiguieran crear dimensiones sintéticas? Aquí entra la fotónica topológica.

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Las investigaciones aún no están realmente avanzadas, pero siguen su camino imparables. Es el caso de la reciente publicada en Science Advances, liderada por Toshihiko Baba, profesor del departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad Nacional de Yokohama (Japón). 

“Las dimensiones sintéticas han hecho posible explotar conceptos de mayor dimensión en dispositivos de menor dimensión con una complejidad reducida, además de impulsar funcionalidades críticas del dispositivo, como el aislamiento óptico en el chip”, ha explicado Baba a SciTechDaily.

En este sentido, han desarrollado un chip fotónico de silicio que supone un gran avance, aunque aún requieren de un circuito integrado.

Qué es un chip fotónico y para qué sirve

Un chip fotónico es aquel que permite manipular la luz a escala muy pequeña, eliminandos las limitaciones de los dispositivos electrónicos clásicos. Así, la fotónica de silicio es una tecnología aún en proceso.

Sin embargo, los estudios como este pueden conseguir avances extraordinarios, como un chip fotónico de silicio más escalable.

“Una plataforma de chip fotónico de silicio más escalable proporciona un avance considerable, ya que [...] crea los medios para introducir fenómenos topológicos multidimensionales en aplicaciones de dispositivos novedosos”, ha asegurado Baba.  

Hasta ahora, los chips de silicio no había podido usarse en la fotónica de dimensiones topológicas. La consecuencia directa de que estos chips sigan adelante puede solucionar bastante problemas actuales.

Entre sus aplicaciones, aparecen también grandes avances tecnológicos como la computación cuántica, el desarrollo de sensores y espectómetros ultracompactos para drones y microsatélites o incrementar la capacidad de la red de comunicaciones.

“Este trabajo muestra la posibilidad de que la fotónica de dimensiones topológicas y sintéticas se pueda utilizar prácticamente con una plataforma de integración de fotónica de silicio”, ha continuado. 

"A continuación, planeamos recopilar todos los elementos fotónicos de dimensión topológica y sintética para construir un circuito integrado topológico".