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Cuál es la nueva propiedad de la luz (y para qué servirá)

Además de reflejarse y refractarse, la luz también puede torcerse sobre sí misma sin necesidad de injerencias externas. Solo que hasta ahora los científicos no lo sabían.

Un grupo internacional de científicos, liderados por un equipo español de investigadores de la Universidad de Salamanca, ha descubierto esta nueva propiedad de la luz, desconocida hasta el momento.

A esta cualidad recién descubierta la han llamado «autotorque», por su nombre en inglés, que podría traducirse como «autotorsión». El hallazgo se publicó en julio de este año en la prestigiosa revista científica Science.

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.

La luz tiene otras propiedades ya conocidas como la longitud y la intensidad, además de las ya mencionadas refracción y reflexión. Y aunque pueda parecer que se propaga en línea recta, en realidad lo hace en forma de onda.

Las ondas se producen cuando la luz gira sobre su propio eje debido a lo que en física se conoce como el «momento angular orbital» (OAM por sus siglas en inglés), pero se creía que era estático.

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.

La torsión es una propiedad que está presente en otros sistemas, pero siempre cuando es provocada por fuerzas externas. En la luz, el giro sobre su propio eje ocurre por sí mismo. Es como si un remolino de viento incrementase su rotación a una altísima velocidad, han ejemplificado los autores del estudio.

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.

Por qué es importante

Además de que es una propiedad de la luz completamente nueva, el hallazgo permitirá estudiar científicamente los elementos más pequeños de la naturaleza tales como virus, células o átomos.

Será mediante sus aplicaciones en dispositivos y aparatos de nanotecnología, que permitirán trabajar con estructuras aisladas de millonésimas de milímetro donde, recuerdan los investigadores, «las leyes de la física son diferentes a las ya conocidas» (por tratarse de elementos extraordinariamente diminutos).

Esta nueva propiedad de la luz podrá usarse en comunicaciones ópticas, microscopía, manipulación de partículas y óptica cuántica, aunque los científicos advierten de que al tratarse de un descubrimiento tan nuevo, todavía están por descubrir todas sus aplicaciones y utilidades.

 

Fuentes:

BBC News Mundo

National Geographic 

Foto: GETTY IMAGES

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