Descubren una nueva propiedad de la luz

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Una investigación liderada por físicos de la Universidad de Salamanca, España, ha demostrado que la luz puede forzar una torsión sobre sí misma en ausencia de fuerzas externas. Esta propiedad, descrita por primera vez, podría ser usada en el futuro para manipular nanoestructuras y átomos en escalas de tiempo ultrarrápidas.

Un equipo científico del Grupo de Investigación en Aplicaciones del Láser y Fotónica de la Universidad de Salamanca (USAL) ha liderado una investigación internacional que ha demostrado por primera vez que la luz puede forzar una torsión sobre sí misma en ausencia de fuerzas externas, una propiedad nunca antes vista hasta ahora.

Los resultados del estudio, desarrollado en colaboración con la Universidad de Colorado y el Instituto de Ciencias Fotónicas de Castelldefels (ICFO), acaban de ser publicados por Science y abren nuevas vías para la experimentación básica en torno a las dinámicas de las interacciones entre la luz y la materia.

“Lo más destacable de este trabajo es que hemos generado haces de luz con una nueva propiedad, el torque de la luz”, señalan los autores. Hasta la fecha se conocía que los haces de luz podían ser creados con torsión, es decir, con una estructura en forma de remolino alrededor de su eje de propagación. Los ‘vórtices de luz’ son análogos a los torbellinos que forma el viento y, al igual que estos, son capaces de ejercer fuerzas de rotación sobre los materiales.

El nuevo tipo de haz de luz posee, además, la propiedad de acelerar su torsión en el tiempo, como un remolino que acelerase su rotación. No sólo gira por sí mismo, sino que, también es “capaz de aumentar la velocidad de su giro sin ayuda externa, se autoacelera”, subrayan los autores. Son vórtices que ejercen sobre sí mismos un torque, es decir, luz con auto-torque.

La propiedad de auto inducirse un giro ha podido ser observada en otros sistemas físicos. No obstante, los científicos la definen como “algo exótico” que “nunca hasta este momento se había observado en luz”, remarcan.

Posibilidad de transferir giros a la materia

Los vórtices de luz tienen aplicaciones interesantes en diferentes ámbitos de la tecnología, si bien todavía a nivel experimental. Quizás la más relevante es “la posibilidad de transferir giros a la materia”, apuntan desde el Grupo ALF-USAL.

La luz con auto-torque es potencialmente útil para comunicar aceleraciones angulares (giros) en corrientes, por ejemplo, dentro de materiales conductores. Dado que los haces que se han producido son de alta frecuencia, se sugieren aplicaciones en estructuras materiales nanoscópicas. Es una nueva herramienta para estudiar las interacciones entre luz y materia, en escala nanoscópica.

El dominio de este nuevo descubrimiento es un paso fundamental para lograr el desarrollo de las tecnologías que vendrán en el futuro.

Colaboración internacional

El estudio es fruto de la colaboración internacional liderada por los investigadores Laura Rego, Carlos Hernández García, Luis Plaja y Julio San Román del Grupo de Investigación en Aplicaciones del Láser y Fotónica de la USAL, junto a científicos de la Universidad de Colorado y el ICFO.

En la Universidad de Salamanca se desarrolló el concepto de torque de la luz y gracias a sus simulaciones teóricas diseñaron cómo generar, medir y controlar estos haces de luz. Por su parte, los colaboradores de la Universidad de Colorado realizaron el experimento confirmando las predicciones teóricas y generando, de esta manera, por primera vez, haces de luz con auto-torque.

Fuente: agenciasinc.es

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