Cientistas do CCNY prendem luz dentro de um ímã

A luz presa dentro de um cristal magnético pode melhorar fortemente suas interações magneto-ópticas. Imagem criada por Rezlind Bushati.

Um novo estudo liderado por Vinod M. Menon e seu grupo de pesquisa no City College de Nova York mostra que a retenção de luz dentro de materiais magnéticos pode melhorar dramaticamente suas propriedades intrínsecas. Fortes respostas ópticas de ímãs são importantes para o desenvolvimento de lasers magnéticos e dispositivos de memória magneto-óptica, bem como para aplicações emergentes de transdução quântica.

Em seu novo artigo na revista "Nature", Menon e sua equipe relatam as propriedades de um ímã em camadas que hospeda excitons fortemente ligados - quasipartículas com interações ópticas particularmente fortes. Por causa disso, o material é capaz de capturar luz – por si só. Como mostram as suas experiências, as respostas ópticas deste material aos fenómenos magnéticos são ordens de grandeza mais fortes do que as dos ímanes típicos. “Como a luz salta para frente e para trás dentro do ímã, as interações são genuinamente melhoradas”, disse o Dr. Florian Dirnberger, principal autor do estudo. "Para dar um exemplo, quando aplicamos um campo magnético externo, o reflexo da luz no infravermelho próximo é tão alterado que o material basicamente muda de cor. Essa é uma resposta magneto-óptica bastante forte."

“Normalmente, a luz não responde tão fortemente ao magnetismo”, disse Menon. "É por isso que as aplicações tecnológicas baseadas em efeitos magneto-ópticos muitas vezes requerem a implementação de esquemas de detecção óptica sensíveis."

Sobre como os avanços podem beneficiar as pessoas comuns, o coautor do estudo, Jiamin Quan, disse: “As aplicações tecnológicas de materiais magnéticos hoje estão principalmente relacionadas a fenômenos magnetoelétricos. Dadas essas fortes interações entre o magnetismo e a luz, podemos agora esperar um dia criar lasers magnéticos e reconsiderar antigos conceitos de memória magnética controlada opticamente." Rezlind Bushati, um estudante de pós-graduação do grupo Menon, também contribuiu para o trabalho experimental.

O estudo realizado em estreita colaboração com Andrea Alù e seu grupo no CUNY Advanced Science Research Center é o resultado de uma importante colaboração internacional. Experimentos realizados no CCNY e ASRC foram complementados por medições feitas na Universidade de Washington no grupo do Prof. Xiaodong Xu pelo Dr. O apoio teórico foi fornecido pelo Dr. Akashdeep Kamra e Prof. Francisco J. Garcia-Vidal da Universidade Autônoma de Madrid e Dr. Matthias Florian da Universidade de Michigan. Os materiais foram cultivados pelo Prof. Zdenek Sofer e Kseniia Mosina na UCT Praga e o projeto foi apoiado pelo Dr. O trabalho no CCNY foi apoiado pelo Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea dos EUA, pela National Science Foundation (NSF) – Divisão de Pesquisa de Materiais, pelo centro NSF CREST IDEALS, pela DARPA e pela Fundação Alemã de Pesquisa.

Sobre o City College de Nova York Desde 1847, o City College of New York oferece educação de alta qualidade e acessível a gerações de nova-iorquinos em uma ampla variedade de disciplinas. CCNY assume a sua posição na vanguarda da mudança social. É classificada em primeiro lugar pelo Opportunity Insights, com sede em Harvard, entre 369 faculdades públicas seletivas nos Estados Unidos no índice geral de mobilidade. Esta medida reflete tanto o acesso como os resultados, representando a probabilidade de um estudante do CCNY poder subir dois ou mais quintis de rendimento. A organização de pesquisa educacional Degree Choices classifica a CCNY em primeiro lugar nacionalmente entre as universidades em termos de retorno econômico sobre o investimento. Além disso, o Center for World University Rankings coloca a CCNY entre 1,8% das melhores universidades do mundo em termos de excelência acadêmica. A empresa de análise laboral Emsi estima em 1,9 mil milhões de dólares o impacto económico anual do CCNY na economia regional (5 distritos e 5 condados adjacentes) e quantifica o retorno “em dólar” do investimento para estudantes, contribuintes e sociedade. No City College, mais de 15.000 alunos cursam graduação e pós-graduação em oito escolas e divisões, impulsionados por pesquisas financiadas, criatividade e bolsas de estudo significativas. Este ano, a CCNY lançou sua campanha de arrecadação de fundos mais ampla de todos os tempos. A campanha, intitulada “Fazendo coisas notáveis ​​juntos”, busca levar a Fundação da Faculdade a mais de US$ 1 bilhão em ativos totais em apoio à missão da Faculdade. CCNY é tão diverso, dinâmico e visionário quanto a própria cidade de Nova York. Veja o kit de mídia CCNY.