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Físico que encontró una manera de atrapar la luz gana un premio de ciencia de $ 1 millón

Written by on November 17, 2021


Sajeev John, profesor y científico que desarrolló una forma de confinar y controlar la luz, similar a la forma en que se controlan los electrones en la electrónica, ha sido galardonado con el premio científico más importante de Canadá.

John fue nombrado ganador de este año de la Medalla de Oro Gerhard Herzberg Canadá de $ 1 millón, el más alto honor otorgado por el Consejo de Investigación de Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá (NSERC), el miércoles.

La medalla se otorga anualmente por la “excelencia sostenida” y la “influencia general” de la investigación realizada en Canadá.

“Gracias a sus descubrimientos, puede ser posible procesar la información de forma óptica en lugar de electrónicamente, lo que permite una tecnología de supercomputación más estable y escalable que las computadoras cuánticas”, dijo un comunicado de NSERC.

La técnica se está utilizando ahora para cirugías láser no invasivas y el desarrollo de un “recubrimiento” delgado de células solares para edificios, automóviles e incluso ropa.

John, profesor y catedrático de investigación de Canadá en ciencias ópticas en la Universidad de Toronto, dijo que la llamada telefónica del presidente de la NSERC, Alejandro Adem, informándole que había ganado, lo tomó por sorpresa.

Aunque ha recibido más de una docena de premios, incluido un nombramiento como oficial de la Orden de Canadá, un premio Killam del Consejo de Canadá para Ciencias Naturales y un galardonado con una mención que celebra “la clase Nobel “científicos John dijo que este es” especial, ya que proviene de mi país de origen y es una verdadera oportunidad para realizar investigaciones futuras “.

La medalla Herzberg viene con hasta $ 1 millón en fondos de investigación durante cinco años. Fue uno de los 26 premios anunciados por la agencia el miércoles. Todos los premios se otorgan en función de las nominaciones de compañeros y colegas.

Cómo descubrió cómo atrapar la luz

John, de 64 años, nació en India, pero creció principalmente en Ottawa, donde su padre, también físico, hizo una beca postdoctoral y en Londres, Ontario.

Fue a los EE. UU. Para la universidad y completó su doctorado en la Universidad de Harvard en un momento en el que había mucho interés en atrapar y manipular electrones en semiconductores, que dependen de su capacidad para comportarse como partículas y ondas. .

“Mi supervisor sugirió, '¿Por qué no haces algo diferente a lo que hacen los demás?'”, Recordó. “Entonces empecé a pensar en otros tipos de ondas”.

Al principio, trató de averiguar si era posible atrapar ondas sonoras; luego se dio cuenta de que hacer lo mismo con la luz sería un gran problema, “porque la luz está, ya sabes, en todas partes”.

Una diferencia clave entre los electrones y la luz es que la luz tiene una longitud de onda mucho más larga. Eso significa que las estructuras para controlarlos debían ser miles de veces más grandes que las que se usan para controlar los electrones en un semiconductor, dijo John.

“Así que el truco fue diseñar algo así”.

Sin embargo, John era un físico teórico. Entonces, una vez que tuvo su diseño, el segundo desafío fue reunir a expertos en ciencia de materiales y física de semiconductores para hacerlo realmente.

El resultado fue la invención de “materiales de banda prohibida fotónica” o “cristales fotónicos”.

Uso de luz atrapada para curar el cambio climático

Una aplicación de tales materiales ha estado en cirugía con láser, utilizado para procedimientos como la destrucción de tumores. Tradicionalmente, los cirujanos tenían que cortar a un paciente para abrirlo con un láser en el lugar correcto. Si bien la luz normal se puede iluminar a través de un cable de fibra óptica, lo que requiere solo una pequeña incisión, los láseres aún pueden dañar el cable sólido.

Con materiales de banda prohibida fotónica, la luz podría guiarse a través de un cable con un núcleo hueco. Eso ha permitido que se use en cirugías en pacientes que no pudieron soportar el trauma requerido para las cirugías láser tradicionales.

Sin embargo, la investigación actual de John se centra en algo bastante diferente y podría ayudar a abordar uno de los mayores desafíos de nuestro tiempo: el cambio climático.

“El área que más me entusiasma ahora es el uso del concepto de atrapar la luz para atrapar la luz del sol”, dijo.

Su objetivo es crear células solares delgadas, ligeras, flexibles y de alta eficiencia mediante el uso de cristales fotónicos para atrapar la luz. John prevé que dichos materiales se apliquen a edificios, vehículos y tal vez incluso ropa, porque es muy liviano. “Así que podría hacer que la recolección de energía sea mucho más ubicua”, dijo.

Está colaborando con otros investigadores de todo el mundo, probando la eficiencia de los primeros diseños.

“La Medalla de Oro de Herzberg Canadá será muy útil para atraer a otros jóvenes científicos aspirantes a trabajar en mi equipo y ser parte de este esfuerzo”, dijo John. “Así que se va a utilizar bastante, ya sabes, para traer buenos estudiantes de doctorado, postdoctorados, científicos visitantes, personas que pueden trabajar en el proyecto”.