La mayoría de nosotros crecemos familiarizados con la ley vigente que limita la rapidez con la que la información puede viajar a través del espacio vacío: la velocidad de la luz, que alcanza un máximo de 300.000 kilómetros (186.000 millas) por segundo.
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| (Imágenes falsas) |
Si bien es poco probable que los propios fotones superen alguna vez este límite de velocidad, hay características de la luz que no siguen las mismas reglas.
Manipularlos no acelerará nuestra capacidad de viajar a las estrellas, pero podrían ayudarnos a despejar el camino hacia una clase completamente nueva de tecnología láser.
Físicos estadounidenses han demostrado que, bajo ciertas condiciones, las ondas formadas por grupos de fotones pueden moverse más rápido que la luz.
Los investigadores han estado jugando duro y rápido con el límite de velocidad de los pulsos de luz durante un tiempo, acelerándolos e incluso ralentizándolos hasta prácticamente detenerlos utilizando diversos materiales como gases atómicos fríos, cristales refractivos y fibras ópticas.
Pero sorprendentemente, el año pasado, investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California y la Universidad de Rochester en Nueva York lograron hacerlo dentro de enjambres calientes de partículas cargadas, ajustando la velocidad de las ondas de luz dentro del plasma a alrededor de una décima parte de la velocidad de la luz. velocidad de vacío habitual a más de un 30 por ciento más rápido.
Esto es más (y menos) impresionante de lo que parece.
Para romper los corazones de aquellos que esperan que nos lleve a Próxima Centauri y retrocedamos en el tiempo para tomar el té, este viaje superluminal está dentro de las leyes de la física. Lo siento.
La velocidad de un fotón está determinada por el tejido de campos eléctricos y magnéticos conocido como electromagnetismo. No hay forma de evitarlo, pero los pulsos de fotones dentro de frecuencias estrechas también se empujan de manera que crean ondas regulares.
El ascenso y descenso rítmico de grupos enteros de ondas de luz se mueve a través de las cosas a un ritmo descrito como velocidad de grupo, y es esta "ola de ondas" la que se puede ajustar para disminuir o acelerar, dependiendo de las condiciones electromagnéticas de su entorno.
Al extraer electrones de una corriente de iones de hidrógeno y helio con un láser, los investigadores pudieron cambiar la velocidad grupal de los pulsos de luz enviados a través de ellos por una segunda fuente de luz, frenándolos o agilizándolos ajustando la proporción del gas y obligando a las características del pulso a cambiar de forma.
El efecto general se debió a la refracción de los campos del plasma y a la luz polarizada del láser primario utilizado para eliminarlos. Las ondas de luz individuales todavía avanzaban a su ritmo habitual, incluso cuando su danza colectiva parecía acelerarse.
Desde un punto de vista teórico, el experimento ayuda a desarrollar la física de los plasmas y a imponer nuevas limitaciones a la precisión de los modelos actuales.
En la práctica, esta es una buena noticia para las tecnologías avanzadas que esperan entre bastidores pistas sobre cómo sortear los obstáculos que impiden que se conviertan en realidad.
Los láseres serían los grandes ganadores aquí, especialmente la variedad increíblemente poderosa. Los láseres de la vieja escuela se basan en materiales ópticos de estado sólido, que tienden a dañarse a medida que aumenta la energía. El uso de corrientes de plasma para amplificar o cambiar las características de la luz solucionaría este problema, pero para aprovecharlo al máximo realmente necesitamos modelar sus características electromagnéticas.
No es coincidencia que el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore esté interesado en comprender la naturaleza óptica de los plasmas, ya que alberga algunas de las tecnologías láser más impresionantes del mundo.
Láseres cada vez más potentes son justo lo que necesitamos para una gran cantidad de aplicaciones, desde acelerar los aceleradores de partículas hasta mejorar la tecnología de fusión limpia.
Puede que no nos ayude a movernos más rápido por el
espacio, pero son estos descubrimientos los que nos acelerarán hacia el tipo de
futuro con el que todos soñamos.
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