Onderzoekers hebben een voorheen onbekend type lichtgolf ontdekt, gebaseerd op het baanbrekende werk van een 19e-eeuwse Schotse wetenschapper.

Vergelijkingen ontwikkeld door de beroemde wiskundige en natuurkundige James Clerk Maxwell hebben geholpen om te onthullen hoe kristallen kunnen worden gemanipuleerd om een ​​onderscheidende vorm van lichtgolf te produceren.

Het fenomeen - onlangs Dyakonov-Voigt-golven genoemd - zou een reeks nuttige toepassingen kunnen hebben, zoals het verbeteren van biosensoren die worden gebruikt om bloedmonsters te screenen of het ontwikkelen van glasvezelcircuits die gegevens efficiënter overbrengen.

Wetenschappers en ingenieurs van de Universiteit van Edinburgh en de Pennsylvania State University deden de ontdekking door te analyseren hoe licht - dat zich in de vorm van golven voortplant - interageert met bepaalde natuurlijk voorkomende of door de mens gemaakte kristallen.

Ze ontdekten dat Dyakonov-Voigt-golven worden geproduceerd in een specifiek gebied - bekend als een interface - waar de kristallen een ander materiaal ontmoeten, zoals olie of water. Deze golven kunnen alleen worden geproduceerd met behulp van bepaalde soorten kristallen waarvan de optische eigenschappen afhangen van de richting waarin het licht er doorheen gaat, zeggen onderzoekers.

Het team identificeerde de unieke eigenschappen van de golven met behulp van wiskundige modellen waarin vergelijkingen zijn verwerkt die zijn ontwikkeld door James Clerk Maxwell. Sinds het midden van de 19e eeuw, onderzoek naar hoe licht interageert met kristallen is voortgebouwd op het werk van Maxwell, die vanaf zijn 16e aan de Universiteit van Edinburgh studeerde.

Dyakonov-Voigt golven, vernoemd naar twee vooraanstaande wetenschappers, nemen af ​​naarmate ze zich van de interface verwijderen - een proces dat verval wordt genoemd - en slechts in één richting reizen, het team gevonden. Andere soorten zogenaamde oppervlaktegolven vervallen sneller en reizen in meerdere richtingen.

Dr. Tom Mackay, van de Wiskundeschool van de Universiteit van Edinburgh, die samen het onderzoek leidde, zei:"Dyakonov-Voigt-golven vertegenwoordigen een stap voorwaarts in ons begrip van hoe licht interageert met complexe materialen, en bieden kansen voor een scala aan technologische vooruitgang."

De studie is gepubliceerd in Proceedings van de Royal Society A .