Según la revista especializada ScienceDaily, un equipo de científicos de la Universidad de Bath, en el Reino Unido ha descubierto un nuevo método para manipular la luz, un millón de veces más eficaz que los anteriores. Utilizando una fibra de cristal fotónico especial de núcleo hueco, han abierto a puerta a lo que podría ser una nueva sub rama de la fotónica, la ciencia que estudio cómo guiar y atrapar la luz.
El equipo, dirigido por el Dr. Fetah Benabid, publicó su descubrimiento en la revista Science, relacionandolo con la nueva atotecnología, la capacidad de enviar pulsos de luz que duran solo un atosegundo, una mil millonésima parte de la mil millonésima parte de un segundo.
Estos pulsos son tan breves que permiten a los investigadores medir con mayor precisión el movimiento de partículas subatómicas como el electrón, la diminuta entidad con cara negativa que se mueve fuera del núcleo de un átomo.
Para lograr pulsos de atosegundos, los investigadores crearon un amplio espectro de luz, desde longitudes de onda visibles a rayos X, a través de un gas inerte. Esto suele requerir un gigavatio de energía, lo que aleja la técnica de cualquier uso comercial o industrial, pero el equipo del Dr. Benabid utilizó una fibra de cristal fotónico (pcf), del grosor de un cabello humano, que atrapa juntos la luz y el gas de modo eficaz.
Hasta ahora, le espectro producido por una fibra de cristal fotónico siempre había sido demasiado estrecho para utilizarlo en la tecnología del atosegundo, pero el equipo ha logrado producir un espectro amplio, utilizando lo que se conoce como red de Kagomé, que requiere tan solo una millonésima parte de la energía utilizada por los métodos sin pcf.
“Este nuevo método que utiliza fibra de cristal fotónico implica que el objetivo de la tecnología del atosegundo está mucho más cerca», señala el Dr. Benabid, cuyo equipo no solo ha dado un paso importante en la física aplicada, sino que también ha contribuido a la teoría de la fotónica.
La eficacia de la fibra de cristal fotónica recaía hasta ahora en su explotación de lo que se conoce como banda fotónica prohibida, que impide que los fotones de luz “existan” en el revestimiento de la fibra y permite que sean atrapados en el núcleo interno de la fibra. En su lugar, el equipo de Benabid parte del hecho de que la luz puede existir en diferentes “modos” sin interactuar con fuerza. Esto crea una situación en la que se puede atrapar la luz en el interior del núcleo de la fibra sin necesidad de recurrir a la banda fotónica prohibida. Los físicos denominan estados de enlace a estos modos.
La existencia de estos estados de enlace entre fotones se predijo en los comienzos de la mecánica cuántica, en la década de los 30, pero esta es la primera vez que se observa en la realidad.
