Licht dat in een fotonisch kristal wordt gestuurd, kan niet dieper gaan dan de zogenaamde Bragg-lengte. Dieper in het kristal, licht van een bepaald kleurbereik kan simpelweg niet bestaan. Nog altijd, onderzoekers van de Universiteit Twente, de Universiteit van Iowa en de Universiteit van Kopenhagen slaagden erin deze wet te overtreden:ze stuurden licht in een kristal met behulp van een geprogrammeerd patroon, en toonde aan dat het plaatsen ver buiten de Bragg-lengte zal bereiken. Ze publiceren hun bevindingen in Fysieke beoordelingsbrieven .

Fotonische kristallen hebben een regelmatig patroon van nanoporiën die in silicium zijn geëtst. Ze zijn meestal ontworpen om te werken als een spiegel voor een bepaald kleurbereik van licht. In het kristal, licht van die kleuren is 'verboden'. het zal stoppen met het uitstralen van licht. De zogenaamde Bragg-lengte is de maximale afstand die het licht mag afleggen, volgens een bekende natuurkundige wet.

Deze eigenschap kan worden gebruikt voor het creëren van perfecte spiegels voor bepaalde golflengten en verbetert ook zonnecellen. Nog altijd, als er ergens een bord staat met 'verboden', het is altijd verleidelijk om daarheen te gaan. De onderzoekers bewezen dat licht veel dieper in het fotonische kristal kan doordringen dan de Bragg-lengte.

Ze slaagden erin om dit te doen door gebruik te maken van voorgeprogrammeerd licht en door gebruik te maken van de kleine imperfecties die altijd het gevolg zijn van het maken van nanostructuren. Deze onvolkomenheden zorgen ervoor dat lichtgolven willekeurig in het kristal worden verspreid. De onderzoekers programmeerden het licht zo dat elke plek in het fotonische kristal te bereiken was. Ze vertoonden zelfs een lichtpuntje op vijf keer de Bragg-lengte, waar licht 100 keer wordt versterkt in plaats van 100 tot 1000 keer verminderd.

Stabiele qubits

Dit opmerkelijke resultaat kan worden gebruikt voor het maken van stabiele kwantumbits voor een lichtgestuurde kwantumcomputer. Het 'verboden effect' kan ook worden toegepast in miniatuur on-chip lichtbronnen en lasers.

De paper "Ruimtelijk vormende golven om diep in een verboden opening door te dringen, " door Ravitej Uppu, Manashee Adhikary, Cornelis Harteveld en Willem Vos verschijnen in Fysieke beoordelingsbrieven van 30 april en wordt gemarkeerd in Natuurkunde .