Journal of Optics zientzia aldizkariak Fotonika infragorri ertainean eta terahertzak gaiari buruz egin duen ale bereziaren azala Nafarroako Unibertsitate Publikoko zenbait ikertzailek egindako lan bati eskaini dio. Ikertzaileak Víctor Pacheco Peña, Víctor Torres, Miguel Beruete eta Miguel Navarro Cía (gaur egun Imperial College London lan egiten duen ikasle ohia) dira, eta Nader Enghetarekin (Pennsilvaniako Unibertsitatea) lan egin dute. Hau munduko aditurik handienetakoa da metamaterialetan. Beren ikerketan uhin elektromagnetikoak, ia % 100eko eraginkortasunarekin, berbideratzeko gauza diren zenbait gailu proposatu dituzte.

Ikerketaren oinarria Víctor Pacheco Peña doktoretza aurreko ikertzailearen master amaierako lana izan da. Lanaren funtsa zertan den azaltzeko, honako adibide hau eman du: "Horma batean zulo bat egiten badugu, eta eskuargi batez argitzen badugu, esperientziak esaten digu zuloa zenbat handiagoa izan, hainbat argi gehiago pasatuko dela beste aldera. Ordea, zuloa ENZ metamaterial batekin betetzen badugu, itxuraz logikari aurka egiten dion zerbait gertatzen da: zuloa zenbat txikiagoa izan, orduan eta argi gehiago zeharkatu. Fenomeno honek ondorio praktiko handiak ditu, bide berriak irekitzen dituelako hainbat osagarriren miniaturizaziorako, eta argiaren kontrolerako".

Metamaterialak material artifizialak dira, natura-ingurunetik haratago doazen ezaugarriak dituztenak. Nola funtzionatzen duten ulertzeko, naturari begiratzen ahal diogu: elementu naturalek beren atomoengatik eta hauek ordenatzen diren moduarengatik ateratzen dituzte beren propietate fisikoak; aldiz, metamaterialek modu naturalak erabiltzen dituzte, esaterako metal zati txikiak, mekano baten piezen moduan ahokatzen direnak, beste modu batez aurkitu ezin diren propietateak artifizialki sintetizatzeko. Hasiera batean erradiazio elektromagnetikoaren kontrolerako proposatu baziren ere, gaur egun beren erabilera beste eremu batzuetara hedatu da, esaterako uhin mekanikoetara (soinua, adibidez).

Aipatzen ari garen lanean hainbat gailu trinko proposatzen dira, zenbait hodi metaliko laukizuzenek osatzen dituztenak, eta oso irekidura estuak dituztenak. Hauek dituzten neurriengatik eta diseinuarengatik, uhin elektromagnetikoak berbideratzen ahal dituzte, ia % 100eko eraginkortasunarekin. Zulo horiek ahala dute ENZ metamaterial baten antzera jokatzeko (Epsilon Near Zero, hau da, zerotik hurbileko permitibitatea), eta beraz ez da beharrezkoa haiek zerbaitekin "betetzea" propietate harrigarriak lortzeko.

Propietate harrigarriak

Metamaterial elektromagnetikoen artean, aipatutako ENZ hauek aukera ematen dute argiaren superakoplamendua, tunel efektua eta energia eremu ikaragarri txikietan pilatzea lortzeko. "Berriz hartzen badugu hasierako adibidea —diote lanaren egileek—, superakoplamenduak esan nahi du argi guztiak zeharkatuko duela horma, egin nahi dugun zuloa edozein dela ere; tunel efektuak esan nahi du argiak edozein luzera daukan zuloa zeharkatuko duela, nahi bezain luze eginik ere; eta energiaren pilaketa gertatzen da argia igarotzen delako bai eta zuloak oso-oso txikiak direnean ere, eta horrelakoetan zulo barruko energia ikaragarri estutzen delako".

Lan honekin teorikoki eta simulazioen bidez demostratu da terahertz-uhinetarako sorta-bideratzaileen eta potentzia-zatitzaileen funtzionamendua. Hau biziki interesgarria da aukera handiak ematen dituelako segurtasunean, ingeniaritza biomedikoan, farmazian, espazioan, eta abar. Gaur egun ikerketaren egileak lanean ari dira beren lana esperimentalki berresteko. Alde honetatik, honako hau azpimarratzen dute: "hau beste mugarri bat da hasiera batean Mario Sorolla Ayza NUPeko katedradunak abiarazi zuen nazioarteko ekimenaren bidean, dagoeneko lau urtez dirauena. Orain bi urte hil zen eta artikulu hau hari dedikatu nahi diogu".