Chercheurs de l'Universitat Politècnica de València (UPV), appartenant au Centre Technologique de Nanophotonique, ont franchi une nouvelle étape dans la conception de matériaux invisibles omnidirectionnels. Dans leurs laboratoires, ils ont découvert une nouvelle symétrie fondamentale dans les lois de l'électromagnétisme, acoustique et élasticité :une supersymétrie temporelle. Cette découverte a été publiée dans Communication Nature .

Selon Carlos García Meca et Andrés Macho Ortiz, chercheurs au NTC-UPV, cette nouvelle symétrie permet la conservation du moment linéaire entre des systèmes physiques radicalement différents. Cela ouvre la voie à la conception d'optiques pionnières, dispositifs acoustiques et élastiques, y compris omnidirectionnel invisible, matériaux indépendants de la polarisation, décaleurs de fréquence ultra-compacts, isolateurs et transformateurs à impulsions.

"Ces dispositifs nous permettent de modifier de manière inhabituelle différentes propriétés des signaux lumineux à l'intérieur des circuits photoniques pour traiter la propagation de l'information. Ceci est vital dans les systèmes de communication. De plus, nous pouvons adapter la fonctionnalité de ces appareils aux exigences à tout moment, car ils sont configurables dynamiquement, " a expliqué Carlos García Meca.

Pour concevoir ces nouveaux appareils, la clé réside dans la modification de l'indice de réfraction, qui dans ce cas n'est pas généré dans l'espace mais dans le temps. "La technique de supersymétrie nous dit comment faire varier l'indice de réfraction d'un objet pour que la lumière soit complètement transmise, éviter les reflets indésirables, ", a déclaré Andrés Macho Ortiz.

La propriété de non-réflexion est particulièrement utile pour concevoir de nouveaux circuits photoniques. "Sa mise en œuvre nous permet d'augmenter la vitesse des communications à l'intérieur et les rend plus compactes et configurables sans que le signal qui transporte les bits d'information ne soit réfléchi, " ont expliqué Carlos et Andrés.

En général, la réflexion des matériaux dont les propriétés varient dans le temps ne dépend pas du sens de propagation de la lumière. Par conséquent, « l'absence de reflet dans les matériaux proposés est liée à une transparence totale, ce qui se traduit par le concept d'invisibilité omnidirectionnelle :quelle que soit la direction de la lumière frappant ces matériaux, leur présence est indétectable, " ont conclu les auteurs.

Symétries

La découverte des symétries dans la nature est une pierre angulaire de la physique qui nous permet de trouver les lois de conservation régissant l'univers. Par exemple, charge électrique, conservation de l'énergie et de la masse (provenant des symétries des lois physiques régissant l'électromagnétisme, thermodynamique et chimie) a permis à l'homme de développer cette technologie (circuits, centrales nucléaires, médicaments...).

Exceptionnellement, la supersymétrie a été conçue à l'origine en physique quantique comme une symétrie hypothétique entre des particules qui pourrait expliquer toutes les interactions dans la nature :les forces nucléaires, gravité et électromagnétisme.