Los cristales fotónicos en el tiempo son un avance prometedor en el campo de la óptica, con aplicaciones potenciales que abarcan desde la detección avanzada hasta la comunicación. A diferencia de los cristales tradicionales, que presentan patrones repetitivos en el espacio, estos materiales permanecen uniformes espacialmente pero oscilan periódicamente en el tiempo, abriendo nuevas posibilidades en la manipulación de la luz.
Estos cristales poseen una propiedad única: crean «brechas de banda de momento», un estado peculiar donde la luz parece «detenerse» dentro del cristal mientras su intensidad crece de forma exponencial. Este fenómeno puede compararse con una situación donde la luz viaja a través de un medio que alterna entre aire y agua a una velocidad de trillones de veces por segundo. Este comportamiento rompe con las nociones tradicionales de la óptica, marcando el inicio de una nueva era en el estudio y aplicación de los materiales fotónicos.
Uno de los usos más prometedores de los cristales fotónicos en el tiempo es en la detección a escala nanométrica. Según Asadchy, un investigador clave en el desarrollo de esta tecnología, estos cristales podrían revolucionar la forma en que detectamos partículas diminutas, como virus, contaminantes o biomarcadores asociados a enfermedades como el cáncer.
Cuando una de estas partículas emite una pequeña cantidad de luz a una longitud de onda específica, el cristal fotónico en el tiempo puede capturar esa emisión y amplificarla de forma automática. Este proceso permitiría una detección más eficiente utilizando los equipos actuales, sin necesidad de modificaciones costosas o complejas.
Hasta ahora, crear cristales fotónicos en el tiempo para luz visible ha sido un desafío considerable debido a los requisitos técnicos: variaciones extremadamente rápidas y amplias en las propiedades del material. Los avances experimentales más destacados hasta la fecha se han limitado a frecuencias mucho más bajas, como las microondas.
Sin embargo, el último trabajo de este equipo de investigación propone un enfoque práctico para superar estas limitaciones. Utilizando modelos teóricos y simulaciones electromagnéticas, han diseñado un sistema basado en diminutas esferas de silicio. Este diseño permitiría cumplir las condiciones necesarias para amplificar la luz en el espectro óptico, un objetivo que anteriormente parecía inalcanzable.
