Descubierta una nueva propiedad de la luz

Conocida como auto-torque, y completamente nueva para la ciencia, esta nueva propiedad podría dar lugar a nuevas aplicaciones en el campo de las comunicaciones y la nanotecnología

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Generación de haces de luz con auto-torque

Dos pulsos de infrarrojo de femtosegundos con retraso en el tiempo y diferentes momentos angulares se enfocan en una nube de gas argón para producir haces de luz con auto-torque.

Foto: Science

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Luz impresa

Cuando el rayo golpeó sobre una superficie plana, dejó impresa la forma de una media luna. Fue así que los científicos advirtieron que los fotones en la parte frontal de la columna de luz -recordemos, en forma de espiral- giraban alrededor de su centro más lentamente que los fotones de la parte posterior del haz, lo que ofrece una explicación al fenómeno.

Foto: Science

Haz de luz

Descubierta una nueva propiedad de la luz

Un equipo de investigadores de varias instituciones de España y los Estados Unidos ha anunciado el descubrimiento de una nueva propiedad de la luz la cual ha bautizado como auto-torque, y que ha sido descrita como una especie de espiral o hélice alargada similar a un muelle. Los resultados recogidos en el artículo Generation of extreme-ultraviolet beams with time-varying orbital angular momentum se publicaron la semana pasada en la revista Science y, según parece, podría abrir las puertas a nuevos desarrollos tecnológicos.

El descubrimiento ha sido posible gracias a los experimentos previos ya realizados por los científicos, entre los que se incluyeron disparar dos rayos láser al mismo tiempo sobre una nube de gas argón. Esto obligó a los rayos de luz a superponerse y unirse conformándose como un haz único, lo que puso a los científicos sobre la pista de que la luz puede ejercer una presión, que aunque pequeña, es detectable, sobre los objetos que iluminan. Es el principio gracias al cual sería impulsada una vela solar en el espacio.

No solo se trata de una nueva propiedad de la luz, sino también una que no había sido predicha hasta el momento

En 1992, también se observó que la luz también puede poseer un momento angular orbital -OAM- que ocurre cuando un haz de luz gira alrededor de su propio eje. Aunque no es visible a simple vista, la presencia del OAM se puede revelar cuando el haz de luz interactúa con la materia. De hecho, estos haces OAM ya están permitiendo nuevas aplicaciones en diversos campos como los de las comunicaciones ópticas, la microscopía, la óptica cuántica y la manipulación de micropartículas. Hasta la fecha, sin embargo, todos los haces OAM, también conocidos como haces de vórtice, han sido estáticos; es decir, el momento angular de este haz de luz no variaba en el tiempo.

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Fotografías

A raíz de este descubrimiento, más tarde los investigadores se preguntaron qué sucedería si los láseres tuvieran un momento angular orbital diferente y si estuvieran ligeramente desincronizados. Este ha sido el fundamento del nuevo experimento realizado y el cual ha dado lugar a la aparición de una columna de luz que se asimilaba en forma a un sacacorchos con un giro gradualmente cambiante. Los investigadores bautizaron a esta nueva propiedad como auto-torque; y no solo se trata de una nueva propiedad de la luz, sino que también de una que no había sido predicha hasta el momento.

Un extraño comportamiento

Posteriormente los científicos también pudieron comprobar que cuando el rayo golpeó sobre una superficie plana, dejó impresa la forma de una media luna. Fue así que advirtieron que los fotones en la parte frontal de la columna de luz -recordemos, en forma de espiral- giraban alrededor de su centro más lentamente que los fotones de la parte posterior del haz, lo que ofrece una explicación al fenómeno.

Los investigadores sugieren que debería ser posible utilizar tanto el hallazgo como la técnica empleada en su descubrimiento para modular el impulso de la luz de manera muy similar al modo en que se modulan las frecuencias en otros equipos de comunicaciones, lo que podría llevar al desarrollo de nuevos dispositivos basados en la nanotecnología para la comunicación. Los científicos también barajan la posibilidad que esta nueva propiedad podría emplearse para manipular nanoestructuras y átomos en escalas de tiempo ultra-rápidas.

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