Miguel Beruete (atzean) eta Víctor Pacheco ikertzaileak, NUPeko Arrosadiko campusean.
Miguel Beruete Díaz Nafarroako Unibertsitate Publikoko (NUP) Smart Cities institutuko irakasleak (ISC) leiar bat diseinatu du, gauza dena uhin luzera baino askoz txikiagoak diren objektuen irudiak hartzeko; izan ere, leiarraren bereizmena gaur egun ohikoa dena baino bost aldiz handiagoa da. Aurrerapen hori gauzatzeko, ikertzaileek hobetu egin dute nanojet fotonikoa, hau da, behatu nahi den partikulan proiektatzen den argi sorta. Tresna berria baliagarria da zenbait aplikaziotarako, adibidez, irudiaren arlorako, mikroskopiarako eta detekzio gailuetarako. Miguel Beruete ikertzailea Víctor Pacheco-Peñarekin aritu da lanean, NUPeko Telekomunikazio Ingeniaritzako doktore eta Newcastleko Unibertsitateko ikertzailearekin (Erresuma Batua). Baliabidearen berri ematen dute AEBko Fisika Institutuaren “Journal of Applied Physics” aldizkarian (AIP, ingelesez). Artikulu hori, gainera, Britainia Handiko Institute of Physics zientzia-elkartearen “Physics World” dibulgazio aldizkarian ere aipatu dute, tresna berriari buruzko erreseina bat egin baitute.
Ikertzaileek landu duten arloa zenbait milimetroko uhin luzera izan da: 30 eta 300 GHz-eko (gigahertz) uhin elektromagnetikoak dira, eta 1 eta 10 milimetro bitarteko uhin luzera dute. Zehatz-mehatz, sei milimetroko uhin luzeran funtzionatzen du Beruetek eta Pachecok diseinatu duten egiturak.
Espektro elektromagnetiko ez-ikusgai horretan irudiak lortzeko, badira zenbait tresna. Horietako bat nanojet fotonikoa da (ingelesez, PNJ, “photonic nanojet”), eta erabilgarria gertatu da erronka honetan uhin luzera baino askoz txikiagoak diren objektuak bereizteko. “Argi sorta izugarri meharra eta bizia da, eta partikula batean eta haren inguruan proiektatzen da”, esan du Miguel Beruetek.
Ezohiko material bat
Ezkerrean, nanojet fotonikoa esfera batean proiektatzen da, eta, haren atzealdean, urrezko bi esferak daude. Eskuinean, bi esferen arteko tartearen irudiak.
Miguel Beruetek eta Víctor Pachecok arlo horretan batere ohikoa ez den material bat erabili dute argi sorta proiektatzeko: titanio dioxidozko partikula bat, airez inguratua. “Material hori espresuki aukeratu genuen oso errefrakzio indize altua duelako, 9,95 ingurukoa, nanojet fotoniko tradizionalak indize txikiagoko partikuletan produzitzen baitira (2 ingurukoetan). Zenbaki horiek oso altuak badira, ezohiko materiala dela adierazten dute. Gainera, efizientzia handiko materiala da, oso galera gutxikoa, ez baitu barreiatzen bero moduan jasotzen duen argia”, gaineratu du.
Ikerketan, simulazio matematikoak egin zituzten jakiteko materialak zer forma hartu behar zuen gauza izan zedin uhin luzera baino askoz txikiagoak diren objektuak detektatzeko. Hasieran, zilindro batekin egin zuten proba: argi sorta harrapatua gelditzen zen zilindroaren barnealdean, eta ez zen azalera ateratzen, errefrakzio indize baxuagoko partikuletan sortzen diren nanojet fotonikoekin gertatzen den bezala. Gero, erditik zatitutako esfera batekin aztertu zuten fenomenoa, hots, zilindro baten dimentsio baliokideak zituen esfera batekin, eta urrezko bi esfera txiki jarri zituzten haren azpian (“argia erraz islatzen duen metal bat, alegia”).
“Argi sorta proiektatzean, urrezko esferak eskaneatu egiten dira esfera erdiaren azaleran barrena, eta horrek sortzen duen irudia ekorketazko mikroskopio batek sortzen duenaren antzekoa da —azaldu du Miguel Beruetek—. Urrezko esferen artean, neurri bat baino gehiagoko tartearekin egin genituen probak, eta konturatu ginen argi eta garbi bereizten zirela esferak oso tarte txikiarekin, baita uhin luzera halako 0,06-ko tartearekin ere. Bereizmen hori bost aldiz hobea da orain arteko nanojet fotonikoek hartzen dituzten irudi sistemena baino. Ikerketak erakusten du etorkizun handia dutela uhin luzera baino xehetasun maila txikiagoko detekzio eta irudi sistemetako nanojet fotonikoek”.