Des chercheurs de l'Université Purdue ont créé une onde de spin quantique pour la lumière. Cela peut être porteur d'informations pour les futures nanotechnologies, mais avec une particularité :elles ne circulent que dans un seul sens.

L'article "Ondes de spin maxwelliennes unidirectionnelles, " de Todd Van Mechelen et Zubin Jacob a été publié dans la revue en libre accès Nanophotonics sur degruyter.com.

Les technologies de l'information à l'échelle nanométrique reposent sur la manipulation de particules telles que les électrons et les photons. L'électron, qui est le porteur de charge (électricité), est un fermion tandis que le photon, qui est l'émetteur d'informations à longue distance, est un boson.

La différence la plus importante entre un fermion et un boson est littéralement la façon dont ils « tournent ». Même si le spin électronique est largement utilisé dans les nanotechnologies commerciales telles que les mémoires magnétiques, le spin optique n'est devenu que récemment un degré de liberté fondamental en nanophotonique avec des applications possibles en fibre optique, plasmonique, résonateurs et même la métrologie quantique. Cette explosion des recherches sur le spin optique est due aux caractéristiques remarquables des ondes électromagnétiques fortement confinées. A l'échelle nanométrique, la rotation et la direction du mouvement de la lumière sont intrinsèquement verrouillées l'une à l'autre.

Les chercheurs ont utilisé de nombreux modèles pour obtenir ce comportement, en particulier, une interface de milieux gyrotropes symétriques en miroir, illustré dans la figure ci-jointe. La gyrotropie est une forme de réponse matérielle aux ondes lumineuses qui transfèrent le comportement de rotation des électrons aux photons (indiqué par des flèches circulaires).

"Nos recherches ouvrent la possibilité de nouvelles applications où les appareils communiquent des informations dans un sens mais les bloquent complètement dans l'autre sens. Ceci est important pour le fonctionnement sûr des appareils à haute puissance ainsi que pour réduire les interférences entre les signaux électromagnétiques transmis/reçus du téléphone portable antennes, " dit Zubin Jacob.