Gli scienziati del CCNY intrappolano la luce all'interno di un magnete

La luce intrappolata all’interno di un cristallo magnetico può potenziare fortemente le sue interazioni magneto-ottiche. Immagine creata da Rezlind Bushati.

Un nuovo studio condotto da Vinod M. Menon e dal suo gruppo di ricerca presso il City College di New York mostra che intrappolare la luce all’interno dei materiali magnetici può migliorare notevolmente le loro proprietà intrinseche. Forti risposte ottiche dei magneti sono importanti per lo sviluppo di laser magnetici e dispositivi di memoria magneto-ottici, nonché per le applicazioni emergenti di trasduzione quantistica.

Nel loro nuovo articolo sulla rivista "Nature", Menon e il suo team riportano le proprietà di un magnete a strati che ospita eccitoni fortemente legati, quasiparticelle con interazioni ottiche particolarmente forti. Per questo motivo, il materiale è in grado di intrappolare la luce, da solo. Come mostrano i loro esperimenti, le risposte ottiche di questo materiale ai fenomeni magnetici sono ordini di grandezza più forti di quelle dei magneti tipici. "Poiché la luce rimbalza avanti e indietro all'interno del magnete, le interazioni vengono effettivamente migliorate", ha affermato il dott. Florian Dirnberger, l'autore principale dello studio. "Per fare un esempio, quando applichiamo un campo magnetico esterno, la riflessione della luce nel vicino infrarosso viene alterata così tanto che il materiale sostanzialmente cambia colore. Questa è una risposta magneto-ottica piuttosto forte."

"Normalmente, la luce non risponde così fortemente al magnetismo", ha detto Menon. "Ecco perché le applicazioni tecnologiche basate sugli effetti magneto-ottici spesso richiedono l'implementazione di schemi di rilevamento ottico sensibili."

Su come i progressi possono portare benefici alla gente comune, il coautore dello studio Jiamin Quan ha detto: “Le applicazioni tecnologiche dei materiali magnetici oggi sono per lo più legate ai fenomeni magnetoelettrici. Date le interazioni così forti tra magnetismo e luce, ora possiamo sperare un giorno di creare laser magnetici e di riconsiderare i vecchi concetti di memoria magnetica controllata otticamente." Anche Rezlind Bushati, uno studente laureato del gruppo Menon, ha contribuito al lavoro sperimentale.

Lo studio condotto in stretta collaborazione con Andrea Alù e il suo gruppo presso il CUNY Advanced Science Research Center è il risultato di un’importante collaborazione internazionale. Gli esperimenti condotti presso CCNY e ASRC sono stati integrati da misurazioni effettuate presso l'Università di Washington nel gruppo del Prof. Xiaodong Xu dal Dr. Geoffrey Diederich. Il supporto teorico è stato fornito dal Dr. Akashdeep Kamra e dal Prof. Francisco J. Garcia-Vidal dell'Universidad Autónoma de Madrid e dal Dr. Matthias Florian dell'Università del Michigan. I materiali sono stati coltivati ​​dal Prof. Zdenek Sofer e Kseniia Mosina presso l'UCT di Praga e il progetto è stato ulteriormente supportato dal Dr. Julian Klein del MIT. Il lavoro al CCNY è stato sostenuto attraverso l’Ufficio per la ricerca scientifica dell’aeronautica americana, la Divisione di ricerca sui materiali della National Science Foundation (NSF), il centro NSF CREST IDEALS, la DARPA e la Fondazione tedesca per la ricerca.

Informazioni sul City College di New York Dal 1847, il City College di New York ha fornito un'istruzione di alta qualità e a prezzi accessibili a generazioni di newyorkesi in un'ampia varietà di discipline. CCNY abbraccia la sua posizione in prima linea nel cambiamento sociale. È classificato al primo posto dall'Opportunity Insights con sede ad Harvard su 369 college pubblici selettivi negli Stati Uniti nell'indice di mobilità complessiva. Questa misura riflette sia l’accesso che i risultati, rappresentando la probabilità che uno studente del CCNY possa salire di due o più quintili di reddito. L'organizzazione di ricerca sull'istruzione Degree Choices colloca il CCNY al primo posto a livello nazionale tra le università per il ritorno economico sull'investimento. Inoltre, il Center for World University Rankings colloca CCNY nell'1,8% delle migliori università di tutto il mondo in termini di eccellenza accademica. La società di analisi del lavoro Emsi stima in 1,9 miliardi di dollari l'impatto economico annuo del CCNY sull'economia regionale (5 distretti e 5 contee adiacenti) e quantifica il ritorno sull'investimento “in dollari” per studenti, contribuenti e società. Al City College, più di 15.000 studenti conseguono diplomi universitari e post-laurea in otto scuole e divisioni, guidati da importanti ricerche finanziate, creatività e borse di studio. Quest’anno, CCNY ha lanciato la sua campagna di raccolta fondi più ampia di sempre. La campagna, intitolata “Doing Remarkable Things Together”, mira a portare la Fondazione del College a un patrimonio totale di oltre 1 miliardo di dollari a sostegno della missione del College. CCNY è diversificata, dinamica e visionaria quanto la stessa New York City. Visualizza il kit multimediale CCNY.