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Articulo de referencia

Superoscilación

La superoscilación es un fenómeno en el que una señal globalmente limitada en banda puede contener segmentos locales que oscilan más rápido que sus componentes de Fourier más rá...

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La superoscilación es un fenómeno en el que una señal globalmente limitada en banda puede contener segmentos locales que oscilan más rápido que sus componentes de Fourier más rápidas . La idea se atribuye originalmente a Yakir Aharonov y se ha popularizado gracias al trabajo de Michael Berry , quien también señala que Ingrid Daubechies ya conocía un resultado similar . [ 1 ] [ 2 ]

En 2007, Huang observó experimentalmente el fenómeno de superoscilación óptica en los patrones de difracción de la luz transmitida a través de matrices de nanohuecos cuasiperiódicas. [ 3 ] Se observaron focos ópticos mucho más pequeños que el límite de difracción. Los resultados coincidieron con simulaciones sin ondas evanescentes. [ 4 ] En 2009, Huang et al. desarrollaron aún más modelos teóricos para diseñar máscaras de superoscilación que pueden lograr una concentración de luz extrema e imágenes con resolución arbitraria. [ 5 ] Achim Kempf dio un método práctico para construir superoscilaciones y una discusión de su potencial para la teoría cuántica de campos . [ 6 ] Chremmos y Fikioris han propuesto un método para construir superoscilaciones que aproximan un polinomio deseado con precisión arbitraria dentro de un intervalo dado. [ 7 ] En 2013 se ha demostrado la generación experimental de haces ópticos superoscilatorios sin difracción de forma arbitraria. [ 8 ] Dos años después, en 2015, se demostró experimentalmente que las superoscilaciones pueden generar características mucho más pequeñas que el límite de difracción. El experimento se realizó utilizando luz visible, demostrando una resolución mejorada de 35  nm. [ 9 ] Kempf y Ferreira demostraron [ 10 ] que las superoscilaciones se producen a expensas de un rango dinámico que debe aumentar exponencialmente con el número de superoscilaciones y polinómicamente con la frecuencia de las superoscilaciones.

Las formas de onda superoscilantes se están considerando como una posible herramienta práctica para aplicaciones de ingeniería, como la superresolución óptica, es decir, una resolución más allá del límite de difracción. [ 11 ] [ 12 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Berry, MV, 1994, 'Más rápido que Fourier', en 'Coherencia cuántica y realidad; en celebración del 60 cumpleaños de Yakir Aharonov' (JS Anandan y JL Safko, eds.) World Scientific, Singapur, pp 55-65.
  2. ↑ Berry, MV; Dennis, MR (2009). "Superoscilaciones naturales en ondas monocromáticas en D dimensiones ". Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical . 42 (2) 022003. doi : 10.1088/1751-8113/42/2/022003 . S2CID 120985111 . 
  3. ^ Huang, Fu Min; Zheludev, Nikolay; Chen, Yifang; Javier García De Abajo, F. (2007). "Enfoque de la luz mediante una matriz de nanoagujeros". Letras de Física Aplicada . 90 (9): 091119. arXiv : física/0611056 . Código Bib : 2007ApPhL..90i1119H . doi : 10.1063/1.2710775 . S2CID 10434523 . 
  4. ↑ Huang, Fu Min; Chen, Yifang; Garcia De Abajo, F Javier; Zheludev, Nikolay I. (2007). "Superresolución óptica mediante superoscilaciones" (PDF) . Journal of Optics A: Pure and Applied Optics . 9 (9): S285– S288. doi : 10.1088/1464-4258/9/9/S01 .
  5. ↑ Huang, Fu Min; Zheludev, Nikolay I. (2009). "Superresolución sin ondas evanescentes". Nano Letters . 9 (3): 1249– 1254. arXiv : 0812.0508 . Bibcode : 2009NanoL...9.1249H . doi : 10.1021/nl9002014 . PMID 19182908 . S2CID 14091064 .  
  6. ↑ Kempf, Achim (2000). "Agujeros negros, anchos de banda y Beethoven". Journal of Mathematical Physics . 41 (4): 2360– 2374. arXiv : gr-qc/9907084 . Bibcode : 2000JMP....41.2360K . doi : 10.1063/1.533244 . S2CID 14858993 . 
  7. ↑ Chremmos, Ioannis; Fikioris, George (2015). "Superoscilaciones con forma polinómica arbitraria" . Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical . 48 (26) 265204. arXiv : 1504.04822 . Bibcode : 2015JPhA...48z5204C . doi : 10.1088/1751-8113/48/26/265204 . S2CID 119137509 . 
  8. ↑ Greenfield, Elad; Schley, Ran; Hurwitz, Ilan; Nemirovsky, Jonathan; Makris, Konstantinos G.; Segev, Mordechai (2013). "Generación experimental de haces ópticos superoscilatorios sin difracción de forma arbitraria" . Optics Express . 21 (11): 13425– 13435. Bibcode : 2013OExpr..2113425G . doi : 10.1364/oe.21.013425 . PMID 23736595. S2CID 31157421 .  
  9. ↑ David, Asaf; Gjonaj, Bergin; Blau, Yochai; Dolev, Shimon; Bartal, Guy (2015). "Conformación y enfoque a nanoescala de luz visible en guías de onda planares de metal-óxido-silicio" . Optica . 2 (12): 1045– 1048. Bibcode : 2015Optic...2.1045D . doi : 10.1364/OPTICA.2.001045 .
  10. ↑ Ferreira, PJSG; Kempf, A. (2006). "Superoscilaciones: más rápidas que la tasa de Nyquist" (PDF) . IEEE Transactions on Signal Processing . 54 (10): 3732– 3740. Bibcode : 2006ITSP...54.3732F . doi : 10.1109/TSP.2006.877642 . S2CID 17467946 . 
  11. ↑ Thomson, Laura C.; Boissel, Yannick; Whyte, Graeme; Yao, Eric; Courtial, Johannes (2008). "Simulación de holografía de superresolución para pinzas ópticas" (PDF) . New Journal of Physics . 10 (2) 023015. Bibcode : 2008NJPh...10b3015T . doi : 10.1088/1367-2630/10/2/023015 .
  12. ↑ Zheludev, Nikolay I. (2008). "¿Qué límite de difracción?". Nature Materials . 7 (6): 420– 422. Bibcode : 2008NatMa...7..420Z . doi : 10.1038/nmat2163 . PMID 18497841 . S2CID 30418364 .  
  • Artículo de Ars Technica sobre la superoscilación
  • McCormick, Katie (16 de mayo de 2022). "Un desconcertante escenario cuántico parece no conservar la energía" . Quanta Magazine . Consultado el 17 de mayo de 2022 .