Son solo tres átomos de grosor los que componen este lente creado por científicos con el fin de aprovechar de mejor manera los principios cuánticos.

Científicos de la Universidad de Amsterdam y la Universidad de Stanford han desarrollado un lente extremadamente delgado, compuesto por solo tres átomos de grosor, que aprovecha principios cuánticos en lugar de curvar y enfocar la luz.

Según los investigadores, este tipo de lentes podrían tener aplicaciones en gafas de realidad aumentada en el futuro, como se detalla en su estudio publicado en Nano Letters.

Los lentes de vidrio curvo aprovechan la refracción de la luz, que los hace doblarse cuando entran y salen del vidrio, alterando la percepción del tamaño y la distancia de los objetos. Esta tecnología ha sido fundamental durante más de dos milenios para estudiar fenómenos celestes, revelar microorganismos y mejorar la visión humana.

Sin embargo, Ludovico Guarneri, Thomas Bauer y Jorik van de Groep de la Universidad de Amsterdam, junto con sus colegas de la Universidad de Stanford en California, optaron por un enfoque innovador.

Utilizaron una única capa de un material llamado disulfuro de tungsteno (abreviado como WS2) para crear una lente plana con un ancho de medio milímetro y un grosor de apenas 0,0000006 milímetros, es decir, 0,6 nanómetros. Esto la convierte en la lente más delgada jamás creada.

Así funciona el lente más delgado

La mejora cuántica de esta tecnología funciona de la siguiente manera: el disulfuro de tungsteno (WS2) absorbe la luz, lo que provoca que un electrón se eleve a un nivel de energía superior. Debido a la estructura extremadamente delgada del material, el electrón cargado negativamente y el "agujero" cargado positivamente que queda en la red atómica se mantienen unidos por la atracción electrostática, formando lo que se conoce como un "excitón".

Estos excitones rápidamente vuelven a su estado original cuando el electrón y el agujero se recombinan, emitiendo luz en el proceso. Esta luz reemitida contribuye a la eficiencia de la lente.

Los científicos observaron un aumento notable en la eficiencia de las lentes para longitudes de onda de luz específicas correspondientes a los excitones. Aunque este efecto es evidente a temperatura ambiente, las lentes son aún más eficientes a temperaturas más bajas, ya que los excitones funcionan de manera más efectiva en entornos más fríos.

 

Otra característica distintiva de esta lente es que, aunque una parte de la luz que la atraviesa se focaliza en un punto brillante, la mayor parte pasa sin alteración. Aunque esto podría parecer una limitación, en realidad presenta nuevas oportunidades para su aplicación en tecnologías futuras.

"Esta lente puede ser útil en situaciones donde la claridad de la visión a través de la lente no debe ser comprometida, pero donde se necesita aprovechar una fracción de la luz para recolectar información. Por lo tanto, es ideal para dispositivos portátiles como las gafas de realidad aumentada", señala Jorik van de Groep, uno de los autores del estudio.

Los investigadores están ahora enfocados en desarrollar y probar recubrimientos ópticos más sofisticados y multifuncionales, cuya capacidad, por ejemplo, para enfocar la luz, pueda ajustarse eléctricamente.

"Los excitones son altamente sensibles a la densidad de carga del material, lo que significa que podemos modificar el índice de refracción del material mediante la aplicación de un voltaje", explica Van de Groep.