Físicos británicos construyen una máquina que rompe las reglas normales de la luz

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Investigadores del Laboratorio Nacional de Física de Reino Unido han revelado cualidades inusuales en la luz que podrían abrir el camino a dispositivos y aplicaciones electrónicas completamente nuevas. Concretamente, han construido un anillo en el que los pulsos de luz giran en círculos y no se aplican las reglas normales que gobiernan el comportamiento de la luz. Los hallazgos se publican en la revista Physical Review Letters.

La luz se usa ampliamente en electrónica para telecomunicaciones y computación, y un claro ejemplo de esto es las fibras ópticas. En circunstancias normales, la luz muestra cierta simetría física: por un lado se comporta de la misma manera en ambas direcciones en el tiempo (lo que se llama simetría de inversión de tiempo); y por otro, su polarización, es decir, cómo oscila en relación con el movimiento de la onda, permanece igual, proporcionando otro tipo de simetría.

Pero dentro de este nuevo dispositivo en forma de anillo, la luz pierde su simetría de inversión de tiempo y cambia su polarización. Dentro del anillo, las ondas de luz giran en círculos y resuenan entre sí, produciendo efectos que no existen en el mundo exterior.

Puerta abierta a manipular la luz

Los investigadores ya sabían que, bajo ciertas circunstancias, cuando la luz rebota dentro de los anillos ópticos, puede perder su simetría de inversión de tiempo. Los picos de sus ondas no aparecen en el punto en que la simetría dicta que deben estar dentro del anillo óptico. Pero en el nuevo artículo, el equipo demostró que esto puede suceder al mismo tiempo que los cambios espontáneos en la polarización.

Dinámica de la interacción entre la polarización y la ruptura de la simetría temporal para dos velocidades de exploración de desafinación diferentes. /Physical Review Letters

Cuando el equipo inyectó pulsos de luz láser cuidadosamente programados en un dispositivo llamado "resonador de anillo óptico", los picos de la luz se dispusieron de manera imposible bajo la simetría de inversión de tiempo: sus patrones solo funcionan en una dirección en el tiempo. Al mismo tiempo, la luz perdió su polarización vertical, sus ondas dejaron de moverse estrictamente hacia arriba y hacia abajo y en su lugar formaron elipsis.

Esta investigación, dijeron los físicos en un comunicado, abre nuevas puertas para manipular la luz. Permitirá a los investigadores trabajar con más precisión y crear nuevos diseños para circuitos ópticos que van en dispositivos como relojes atómicos y computadoras cuánticas. Y, además, cuenta algo sobre la luz que la ciencia desconocía.

Aunque sabemos que, en el vacío, la luz viaja a una velocidad constante de 300.000 km/seg, esta puede ser ralentizada e incluso detenida completamente atrapándola dentro de cristales o nubes de átomos ultrafríos. Una investigación publicada en febrero demostró teóricamente que existe una nueva forma de paralizar la luz: se detiene en puntos excepcionales, uniones de dos modos de luz que se fusionan en guías de onda que tienen un cierto tipo de simetría.
 

Beatriz de Vera
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma

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