Estado De Luz

Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de la Universidad de Harvard (SEAS), desarrollaron un método para generar y mantener estados de luz completamente nuevos y más complejos. El descubrimiento puede ayudar a los investigadores a aprender más sobre las propiedades de la luz, pero también puede tener algunas aplicaciones prácticas.

La nueva metasuperficie conecta dos aspectos de la luz: el momento angular orbital (OAM) y la polarización circular (o el momento angular de giro).

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Contextualizando, estos aspectos inherentes a la luz, pueden ser comparables con el movimiento de un planeta, en donde la polarización circular es la dirección en la que un planeta gira sobre su eje, mientras que el momento orbital describe cómo el planeta orbita el Sol.

Con la metasuperficie recién creada, los especialistas pueden cambiar el momento angular orbital  de la luz transmitida entre dos estados, simplemente cambiando la polarización de la luz incidente en los materiales.

Este novedoso material ofrece una forma simple y práctica de producir “luz torcida” con momento angular orbital, la cual tiene el potencial para ser utilizada en una gama de aplicaciones, que van desde la manipulación mecánica de objetos pequeños, hasta las comunicaciones cuánticas.

Investigaciones anteriores utilizaron la polarización de la luz para controlar el tamaño y la forma de estos rayos exóticos, pero la conexión fue limitada porque sólo ciertas polarizaciones podrían convertirse en ciertos momentos orbitales.

El catedrático de Harvard y autor principal del estudio, Federico Capasso, expresa al respecto: “Hemos desarrollado una metasuperficie que es una herramienta nueva para estudiar aspectos novedosos de la luz. Este componente óptico hace posible operaciones mucho más complejas y permite a los investigadores, no sólo explorar nuevos estados de luz, sino también nuevas aplicaciones para la luz estructurada”.

Esta metasuperficie reúne en un sólo dispositivo una conexión general entre el momento orbital y la polarización de la luz, lo cual no tiene precedentes.

El dispositivo puede diseñarse de modo que cualquier polarización de entrada de luz, pueda dar como resultado una salida de momento angular orbital, lo que significa que cualquier polarización puede producir cualquier tipo de luz estructurada, desde espirales y sacacorchos, hasta vórtices de cualquier tamaño.

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Una posible aplicación para estos estados de luz se encuentra en el ámbito de la manipulación molecular y las pinzas ópticas, que utilizan la luz para mover moléculas. El momento de la luz orbital es lo suficientemente fuerte como para hacer que las partículas microscópicas giren y se muevan.

El coautor del estudio, Noah Rubin, señala: “Además de sus posibles aplicaciones prácticas,  estos rayos son de interés científico fundamental, ya que pueden servir para descifrar cuestiones fundamentales de la física.”

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