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María RibesIgnacio CrespoJuan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor Socasonda luz y pérdidas materialessistema disipativo ópticainteracción onda material cristalinointensidad inferior tras incidenciaFrancis VillatoroASTRACNatureTaraherciosEspañaPlasmonic Metamaterial0.77 terahercios
Interacción onda material cristalino
Ep567: Intercambio Americano; Diversidad Lingüística; Time Crystals; Tabby
20 de agosto de 202610 momentos
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Francis Villatoro describe un sistema disipativo donde las ondas, como la luz, interactúan con un material y pierden intensidad.
…la segunda ley, o sea que en el mundo en el que vivimos no podemos hacerlo, pero podemos hacer algo parecido Como eso no se puede hacer, se buscó algo parecido a lo que ponerle el nombre de cristal de tiempo. Y se le puso el nombre de cristal de tiempo A un sistema forzado. Yo tengo un sistema disipativo, un sistema en el que una onda, la luz, la onda en ese medio puede ser eléctrico, puede ser mecánico; aquí estamos hablando de óptica, pero es aplicable en cualquier cosa, la onda tiene pérdidas. Interacciona con el material y se va perdiendo, eso es lo habitual cuando yo lanzo cualquier luz sobre un material cristalino, pues normalmente a veces atraviesa, pero muchas veces atraviesa con una intensidad muy inferior a la que yo incidí en el material, ¿no? Eso se llama la disipación, una manera de compensar la disipación y buscar algún tipo de mecanismo de resonancia en el que yo inyecte energía; yo puedo inyectar energía en el sistema de tal manera de que se compense esa disipación. Eso se llama, en óptica se…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica qué es un cristal fotónico, definiéndolo como una estructura de material con variaciones a escala menor que la longitud de onda utilizada para estudiar su interacción con la luz.
Habla: Francis VillatoroSignificado #3 · Palabras #2cristal fotónico espacial astracestructura material escala menor longitud ondainteracción luz infrarroja cristal fotónico…un artículo con múltiples autores y teóricamente montan experimentalmente el cristal fotónico y comprueban que tiene las propiedades que predice un modelo relativamente sencillo de este cristal fotónico. Si empezáis en el ASTRAC, lo primero que aparece en el ASTRAC es cristal fotónico espacial. ¿Qué es un cristal fotónico? Un cristal fotónico es una estructura de un material, muchas veces es un material fabricado a base de combinar otros materiales, que tiene una variación de esa estructura a una escala menor que la longitud de onda en la que yo voy a estudiar la interacción de luz o de luz infrarroja, o en este caso son 3 Hz, contra ese material. Si tienes un material, imagina un material transparente, el material transparente tiene un índice de refracción, cuando vemos el lápiz metido en el agua y parece que la parte que está en el aire del lápiz sigue una línea recta, pero en el agua hay un ángulo…
Francis Villatoro explica que la palabra 'cristal' en 'cristales fotónicos' se usa debido a una variación periódica de las propiedades del material, aunque existen variaciones fractales y aplicaciones como lentes con patrones fractales.
Habla: Francis VillatoroSignificado #11cristales fotónicos variación periódicalentes fractales día del diablopatrones fractales en lentillasíndice de refracción cristales fotónicos espaciales…más alto. Bien, pues yo puedo variar, modular ese índice de refracción y hacer no solo una variación más o menos suave, sino incluso variaciones periódicas, hacer una modulación periódica del índice de refracción a los materiales en los que yo varío de. manera más o menos periódica, idealmente de manera perfectamente periódica, les llamamos cristales fotónicos la palabra cristal aquí se usa porque la variación es una variación periódica no siempre es periódica hay cristales fotónicos fractales se utiliza una variación de carácter fractal hay muchas lentes del diablo por ejemplo que utilizan el fractal día del diablo para hacer lentillas y eso ya está incluso patentado y se fabrica en España y hay muchos cristales fotónicos un campo que se ha puesto muy muy de moda en los últimos 30 años y entonces en estos cristales fotónicos se varían las propiedades ópticas, por ejemplo la más básica, el índice de refracción, de manera espacial en el espacio, se llaman cristales fotónicos espaciales, pero ¿por qué se llaman espaciales? Porque también los puedo variar en tiempo, ¿vale? Temporal, si lo varío en el tiempo. Bueno, pero claro, cristal de tiempo temporal suena muy mal, cuando están de moda los time crystals, los cristales de tiempo. Entonces ahora mucha gente está hablando de photonic time crystal, en lugar de temporal photonic…
Francis Villatoro explica la dificultad para modular el índice de refracción de un material transparente para crear lo que se denomina 'cristal fotónico temporal'.
Habla: Francis VillatoroSignificado #18cristal fotónico temporal villatoroíndice de refracción material transparenteondas electromagnéticas varían rápidofluctuación propiedades ópticas tiempo…photonic crystal; o sea, hablan de cristal de tiempo fotónico en lugar de lo que realmente tendrían que hablar, que es cristal fotónico temporal, porque lo que yo estoy modulando las propiedades ópticas, por ejemplo el índice de refracción en el tiempo. Esto es muy difícil, ¿por qué? Porque las ondas de luz o las ondas electromagnéticas varían muy rápido. Entonces, si yo tengo que modular el índice de refracción para que esa onda no vea que yo lo estoy haciendo, sino que vea un material efectivo con una modificación en el tiempo, una fluctuación en el tiempo de las propiedades ópticas, yo tengo que hacer que esta variación sea extremadamente rápida y eso se lleva haciendo en los últimos cinco. años utilizando luz. Yo utilizo luz con una cierta frecuencia para modular las propiedades ópticas en el tiempo y ahora utilizo otra luz para estudiar, digamos, para interaccionar con ese material en el que he modulado en tiempo las propiedades ópticas. Yo…
Francis Villatoro explica cómo se puede modular el índice de refracción de un material transparente a lo largo del tiempo, creando una variación temporal similar a la espacial.
Habla: Francis VillatoroPalabras #14índice de refracción material transparenteonda incidente y respuesta no linealretraso respuesta material depende ondapulsos reiterados modulan índice tiempo…para modular las propiedades ópticas en el tiempo y ahora utilizo otra luz para estudiar, digamos, para interaccionar con ese material en el que he modulado en tiempo las propiedades ópticas. Yo puedo variar, por ejemplo, el índice de refracción, yo Puedo hacer que un material, en lugar de tener un índice de refracción que en el espacio varíe, suba, baja, suba, baja, suba, baja, pues que eso ocurra en el tiempo. Yo incido luz de una cierta frecuencia en ese material que hace que haya una respuesta; normalmente suele ser una respuesta no lineal del material, que hay como un retraso en la respuesta del material y ese retraso depende de la onda que está incidiendo y si la onda va pa pa pa pa pa, como unos pulsos que yo voy reiterando, pues eso va modulando en tiempo el índice de refracción. entonces eso se ya ha hecho en varias ocasiones a nivel experimental y hoy en día es muy difícil porque requiere una modulación a escalas de tiempo muy rápida y claro, eso no es fácil técnicamente pero bueno, una vez que está resuelto pues hoy en día ya hay…
Francis Villatoro describe un sistema disipativo donde las ondas, como la luz, interactúan con un material y pierden intensidad.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1onda luz y pérdidas materialessistema disipativo ópticainteracción onda material cristalinointensidad inferior tras incidencia…la segunda ley, o sea que en el mundo en el que vivimos no podemos hacerlo, pero podemos hacer algo parecido Como eso no se puede hacer, se buscó algo parecido a lo que ponerle el nombre de cristal de tiempo. Y se le puso el nombre de cristal de tiempo A un sistema forzado. Yo tengo un sistema disipativo, un sistema en el que una onda, la luz, la onda en ese medio puede ser eléctrico, puede ser mecánico; aquí estamos hablando de óptica, pero es aplicable en cualquier cosa, la onda tiene pérdidas. Interacciona con el material y se va perdiendo, eso es lo habitual cuando yo lanzo cualquier luz sobre un material cristalino, pues normalmente a veces atraviesa, pero muchas veces atraviesa con una intensidad muy inferior a la que yo incidí en el material, ¿no? Eso se llama la disipación, una manera de compensar la disipación y buscar algún tipo de mecanismo de resonancia en el que yo inyecte energía; yo puedo inyectar energía en el sistema de tal manera de que se compense esa disipación. Eso se llama, en óptica se…
Francis Villatoro explica cómo se aplican los principios de compensación energética utilizados en la óptica a los cristales fotónicos, también conocidos como cristales de tiempo.
Habla: Francis VillatoroSignificado #9cristales fotónicos floquésistemas forzados cristal de tiemporesonancia mediante inyección señal…que obviamente yo tengo que meter energía; o sea, yo tengo que de alguna manera meter un láser ahí que meta algo, ¿no? Este tipo de compensación se utiliza hoy en día, es algo completamente estándar en óptica, en fibra óptica y en muchas otras aplicaciones. Entonces, en un cristal fotónico o si queréis, volvemos al cristal de tiempo. En un cristal de tiempo, lo que se decidió es llamar cristal de tiempo, en el campo de los cristales de tiempo, a los llamados cristales de tiempo de floqué, que después ha perdido la palabra floqué, el adjetivo, que son sistemas forzados. Es decir, yo puedo forzar un sistema inyectando una señal y provocar algo que, bueno, en el lenguaje cotidiano es lo que llamamos una resonancia. Es cuando pongo a resonar un sistema y hago que vaya ganando energía. Se forma como un pico. El ejemplo típico es el columpio, ¿no? Tienes un columpio y tú vas empujando a un cierto ritmo y al empujar a ese ritmo tienes que adaptar tu ritmo al ritmo natural…
Francis Villatoro explica cómo la inyección periódica de energía en un cristal fotónico permite compensar la disipación y hacer que una señal parezca no perder energía.
Habla: Francis VillatoroSignificado #12inyección periódica cristal fotónicocompensar disipación señal fotónicamodulación periódica energía forzamiento…en el columpio y hacer que se mantenga sin que las pérdidas naturales de un columpio si pones a balancear el columpio rápidamente se para. Pues un mecanismo de este tipo te permite inyectar energía en un sistema, entonces yo puedo simular, entre comillas, un Cristal fotónico en el que yo inyecto energía con un forzamiento periódico, una modulación periódica; voy inyectando energía, consigo que una señal que en principio es disipativa y pierde energía, compense, gane energía y compense esa disipación creciendo de vez en cuando, con lo que hago que disipe mucho menos o aparentemente no disipe. Entonces a eso le llamamos cristal de tiempo si se cumple una pequeña propiedad y es que la inyección de energía implica una flecha de tiempo, una dirección temporal. Pues entonces el sistema de alguna manera tiene que romper esa sinetría. Es decir, yo marco…
Francis Villatoro explica el funcionamiento básico de un sistema que modula el índice de refracción, específicamente utilizando plasmones y polaritones plasmónicos superficiales.
Habla: Francis VillatoroSignificado #19modulación índice refracción plasmonesonda acoplada electrones superficie metalcuasipartícula electrones cerca superficie…cristal de tiempo. Creo que María tiene ya que irse y no va a disfrutar de la parte más técnica que haya contado. No, no, no; termina, termina. Estoy fascinada. No, no, no, tranquila, tranquila. Termina, termina; es que me esperan, pero me pueden esperar. Más vale, pues entonces la idea básicamente de este sistema es eso: crear una modulación del índice de refracción que en este caso se aplica a plasmones. Cuando se habla de plasmones, en realidad se habla de subface plasmon polariton, es decir, polaritones plasmónicos superficiales o plasmones polaritónicos superficiales. Básicamente tienes la superficie de un metal y tienes electrones en el metal e inyectas luz en la superficie y tienes una onda que se propaga en superficie en el material, pero es una onda óptica, una onda electromagnética, pero que está acoplada a los electrones. Entonces tienes una cuasipartícula en los electrones cerca de la superficie y la onda electromagnética que también se comporta como cuasipartícula en la superficie. Y eso es lo que se llama SPP, el surface Plasmon-Proliton, pero que por las razones supongo de lingüísticas asociadas a que es un nombre muy difícil de pronunciar, pues todo el mundo pone la sigla SPP pero todo el mundo lo…
Francis Villatoro explica que inyectar un pulso a una frecuencia adecuada permite modular la estructura de bandas del material, lo cual construye un cristal fotónico temporal.
Habla: Francis VillatoroSignificado #14cristal fotónico temporal villatoroestructura bandas material frecuencia adecuadaartículo plasmonic metamaterial título…electrón físico, ¿vale? Estamos hablando siempre de estructura de bandas. Entonces yo puedo modular la estructura de bandas del material cerca de la superficie inyectando un pulso a una frecuencia adecuada, son 0,77 terahercios. Entonces, ¿qué me construye? Me construye un cristal fotónico temporal. Pero este cristal fotónico temporal, en este artículo, ahora ponen la segunda palabra del título porque el título es Plasmonic Metamaterial. Es un cristal de tiempo plasmónico y metamaterial. ¿Por qué es un metamaterial? Porque esta modulación temporal la hago con varias cintas. Yo pongo una estructura de tipo metal, aislante y un material que propague plasmones. Es un MIP, metal, aislante, insulator y material propagante de plasmones P. Yo pongo una estructura en la que…
Francis Villatoro explica cómo combinar cristales fotónicos temporales y espaciales para controlar la propagación de plasmones en un material.
Habla: Francis VillatoroSignificado #10 · Palabras #13cristales fotónicos temporales villatoropropagación plasmones material arcaircintas nanométrica longitud onda tarahtercios…de pozo de potencial de plasmones, porque donde deja de haber un metal ya no puede haber plasmones al lado, entonces pongo una cinta, nada, pongo una cinta, nada, pongo otra cinta, pongo así varias cintas en paralelo y propago esta estructura por esas cintas. Y eso me da una estructura de cristal fotónico espacial porque esas cintas son de anchura nanométrica, están por debajo de la longitud de onda de la luz, en este caso la luz de onda retométrica de Tarahercios. Entonces yo combino un cristal fotónico temporal con un cristal fotónico espacial y ahora, cuando inyecto luz para que produzca los plasmones en ese material, los plasmones se propagan por el material pero se acoplan a esta modificación de la Masa efectiva de los portadores y eso actúa como el que empuja al columpio. Inyecta energía en los plasmones y los plasmones pierden energía más lentamente. Entonces, en lugar de disipar muy rápido, caer la amplitud del plasmón muy rápido, cae bastante más…