Rompiendo la ley recíproca de forma eficiente.

Un equipo de investigación internacional dirigido por la Universidad de Aalto ha encontrado una nueva y simple manera de romper la ley de reciprocidad en el ámbito electromagnético, mediante cambios periódicos en las propiedades del material. El adelanto puede asistir en la creación de aparatos no recíprocos eficientes, como aislantes y circuladores compactos, esenciales para la siguiente generación de sistemas de microondas y comunicación óptica.

Cuando levantamos la mirada, somos capaces de ver a un compañero de trabajo o vecino, y a su misma vez, este es capaz de vernos. Esto se denomina como reciprocidad, y es el fenómeno físico más común en la naturaleza. Las señales electromagnéticas que se propagan entre dos fuentes se encuentran siempre gobernadas por dicha ley: si la señal de una fuente A puede ser captada por una fuente B, lo contrario también ocurrirá con el mismo grado de eficiencia.

Los indagadores de la Universidad de Aalto, la Universidad de Stanford, y el Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausanne han demostrado con éxito que si el medio propagador altera sus propiedades periódicamente en el tiempo, la ley de reciprocidad puede ser sorteada. El medio de propagación refiere al material en el que las ondas electromagnéticas y/o la luz sobreviven y se propagan de un punto a otro.

El equipo teorizó que, si el medio se forma con estructura asimétrica y su propiedad física varía globalmente en el tiempo, la señal generada por la fuente A puede ser recibida por la fuente B, pero no al revés. Esto genera un efecto no recíproco.

"Este es un importante hito tanto en las comunidades de física como en las de ingeniería. Necesitamos medios de transporte de luz de un solo sentido para variedad de aplicaciones, como la estabilización de la operación de laser o el diseño de futuros sistemas de comunicación, por ejemplo sistemas full-duplex con capacidad por canal incrementada." comenta el investigador postdoctoral Xuchen Wang, Universidad de Aalto.

Previamente, la creación de un efecto no recíproco precisaba de la interferencia de imanes externos, que hacen que los dispositivos sean voluminosos, térmicamente inestables, y a veces incompatibles con otros componentes. Los nuevos hallazgos proveen la forma más simple y compacta de romper la reciprocidad electromagnética, sin la necesidad de grandes y pesados imanes.