Onderzoekers van Purdue University hebben een kwantumspingolf voor licht gecreëerd. Dit kan een informatiedrager zijn voor toekomstige nanotechnologieën, maar met een unieke twist:ze stromen maar in één richting.

Het artikel "Unidirectionele Maxwelliaanse spingolven, " door Todd Van Mechelen en Zubin Jacob is gepubliceerd in het open access tijdschrift Nanophotonics op degruyter.com.

Informatietechnologieën op nanoschaal zijn afhankelijk van het manipuleren van deeltjes zoals elektronen en fotonen. het elektron, dat is de drager van lading (elektriciteit), is een fermion terwijl het foton, die de langeafstandszender van informatie is, is een boson.

Het belangrijkste verschil tussen een fermion en een boson is letterlijk hoe ze 'spinnen'. Hoewel elektronenspin op grote schaal wordt gebruikt in commerciële nanotechnologieën zoals magnetische geheugens, optische spin is pas sinds kort een fundamentele vrijheidsgraad in nanofotonica met mogelijke toepassingen in glasvezel, plasmonica, resonatoren en zelfs kwantummetrologie. Deze explosie van onderzoek naar optische spin is te danken aan de opmerkelijke eigenschappen van sterk opgesloten elektromagnetische golven. Op nanoschaal is spin en bewegingsrichting van het licht zijn intrinsiek aan elkaar vergrendeld.

De onderzoekers gebruikten veel ontwerpen om dit gedrag te bereiken, vooral, een interface van spiegelsymmetrische gyrotrope media, geïllustreerd in de bijgevoegde figuur. Gyrotropie is een vorm van materiële reactie op lichtgolven die het spingedrag van elektronen op fotonen overdragen (weergegeven door cirkelvormige pijlen).

"Ons onderzoek opent de mogelijkheid van nieuwe toepassingen waarbij apparaten informatie in de ene richting communiceren, maar in de omgekeerde richting volledig blokkeren. Dit is belangrijk voor de veilige werking van krachtige apparaten en voor het verminderen van interferentie tussen verzonden/ontvangen elektromagnetische signalen van mobiele telefoons antennes, ' zei Zubin Jacob.