¿Qué son las nanoantenas?
Las nanoantenas son una parte de la nanotecnología aplicada a la transmisión y recepción de radiaciones ópticas (principalmente), en lo que respecta a la recepción estas pueden ser de origen artificial o natural (como la radiación solar o la infrarroja). La nano antena se comporta como una antena común y corriente, o que todos conocemos en el ámbito de las radiocomunicaciones, con la diferencia que opera a frecuencias más elevadas, aproximadamente entre los Terahertz y un poco más allá. El parámetro que define muchas veces el tamaño de la antena es la longitud de onda, por tal motivo a frecuencias tan elevadas tendremos longitudes de ondas diminutas, a diferencia de frecuencias más bajas como las de radio o microondas, con las que se pueden trabajar con antenas que son más fácilmente visibles o de mayor tamaño.
Los fines prácticos que se les ha estado buscando a estas antenas son por ejemplo espectroscopia no lineal, detección de luz visible o no visible, dispositivos fotónicos, manipulación de luz de campo cercano, en las telecomunicaciones, en estas ocasión nos centraremos más en este último aspecto. Otra aplicación interesante que se le puede dar estas antenas, es en la mejora de las celdas solares, al recolectar de manera más eficiente la radiación solar, a diferencia del silicio y otros compuestos químicos que también absorben la luz solar, pero esta clase de tecnología aún está en fase de desarrollo y será motivo de otra publicación más adelante; como se mencionó, solo nos centraremos en su aplicación a las telecomunicaciones cuánticas seguras.
Nanoantenas de plasmón de superficie para comunicaciones cuánticas
En los últimos años el desarrollo de las comunicaciones a adquirido vital importancia, esto debido a que en nuestro día a día ya son una herramienta indispensable, por tal motivo y debido a la globalización que se ha alcanzado, cada vez más personas están conectadas ya sea al internet o a las redes celulares, en fin, por tal motivo las redes de información necesitan ser cada vez más seguras, por lo cual se ha pensado también en implementar las tecnologías cuánticas a estas redes, para así crear medios de transmisión más confiables. La capa física es también una prioridad, y por tal motivo se ha pensado también en usar dispositivos de recepción más seguros y prácticos, un ejemplo de ello son las nanoantenas u antenas ópticas. Es así que un trabajo reciente desarrollado por investigadores de la Universidad de Osaka en Japón, busca el uso de esta clase de antenas que son nanoestructuras metálicas, para mejorar la conversión de fotón a electrón.
Lo que se desea con estas últimas investigaciones es cambiar la forma clásica de transferencia de información mediante unos y ceros, o lectura solamente de encendido y apagado, por una lectura más complicada que consiste en el spin de los electrones y la polarización de fotones, dando así mayor seguridad y evitar intromisiones. Se pone énfasis en mejorar la absorción de los fotones en un factor de 9, ya que actuales tecnologías cuánticas que se usan en repetidores no son muy eficientes, en estas es más común el material arseniuro de galio. Luego de darse esta absorción de fotones así mismo se desea una conversión eficaz a electrones, para el caso de las nuevas antenas propuestas, estas serían unos anillos concéntricos hechos de oro. El propósito de estos anillos concéntricos es encaminar la luz a un solo punto, en el centro, conocido como punto cuántico, obteniendo así una diferencia o lectura de voltaje, detectando así un cambio, esto pasa muy desapercibido por los dispositivos de arseniuro.
Los puntos cuánticos, son semiconductores de escala nanométrica que serían los que se encargan almacenar ese cambio de voltaje detectado, luego de ser transferido desde la antena. Lo que sería interpretado como el cambio de estado de los bits, entre unos y ceros, pero esto es de una manera cuántica. Además, señalan que no solo se obtiene electrones provenientes de los puntos cuánticos, sino también más electrones sobrantes que se distribuyeron por otras partes del dispositivo, pero no obstaculizan la lectura principal. Además, afirman de que la absorción puede mejorar teóricamente a un factor de 25.
Estas antenas nanométricas son las denominadas antenas de plasmón de superficie, y tienen la esperanza que se pueden usar para enlaces de comunicación (ópticos) de larga distancia seguros, o que hagan uso de propiedades cuánticas para transmitir información.
Referencias:
https://youtu.be/jhdwPoR7YJ8
https://scitechdaily.com/a-nanoantenna-for-long-distance-ultra-secure-quantum-communication/amp/
https://youtu.be/HhHLYJAkQn8
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