TRES VISIONES DE LA LUZ, EN EL PHOTONICS COFFEE

• La generación de luz no clásica en fibra óptica podría permitir el acercamiento a un valor de cero en la dispersión espectral
• Su mayor aplicación estaría en la experimentación de las relaciones entre fotones y partículas

Por Guillermo Domínguez Medina.
México (Aunam). Investigadoras del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM Karina Garay Palmett, Citlali Sánchez y Rocío Jauregui presentaron su trabajo en una emisión extraordinaria de Photonics Coffee.

Photonics Coffee se define a sí mismo como un evento que combina conocimiento y la convivencia de los estudiantes con investigadores en el campo de la óptica en la UNAM, a través de la cercanía de la buena charla y una taza de café”.

La misión de este primer apartado es el de brindar un pequeño resumen, por medio de ejemplos básicos, que sirva para comprender el trabajo de la doctora Garay en cuanto al aprovechamiento de la tecnología y las investigaciones realizadas dentro del Instituto.

Hay mucha luz; sin embargo, una es clásica y la otra no. La primera corresponde a espectros visibles de forma que pueden ser descritos por medio de las relaciones establecidas por las teorías mecánicas y luminosas, por así decirlo, antiguas. Las segundas son parte de fenómenos que solo pueden ser entendidos usando la física cuántica para su explicación.

Los asistentes imaginan que son luz. Imaginan que tienen una pareja que también es su gemela (a una la conocen como “señal”, a otra como “acompañante”). Han nacido el uno para el otro, ambos están juntos en un espacio y tienen sentimientos determinados (momento y energía), los cuales nunca cambian (si lo hicieran, esta sería otra historia).

Advierten que están más conectados de lo que sabían. Pueden presentar alteraciones del uno sobre el otro a pesar de que se dirijan en direcciones diferentes o estén a kilómetros de distancia.

Suelen notar que siempre que pasan debajo del mismo puente salen convertidos en fotones (partícula elemental que permite el origen de un espectro electromagnético conocido como luz; es decir, es lo que produce el efecto que hace visible a la luz). Un día se preguntan sobre la posibilidad de transitar justo por el centro de un tubo construido con fibra óptica.

Saben que una cosa es ser dos, pero ¿cuatro? Así es, controlando el momento y la energía que tiene el haz de luz acompañante, en un material como la fibra óptica, para que se puedan obtener ¡cuatro fotones!.

Con estas modificaciones no solo se presentan corrientes de radiación con las mismas características en cuanto a magnitud y sentido, sino que permite jugar con los vectores de cada uno de los elementos que resulten de esta acción a la cual se llama mezclado espontáneo de cuatro ondas.

¿Por qué la luz reacciona de esa manera frente a un material como la fibra óptica?

Las investigadoras explican que la fibra óptica, debido a su flexibilidad, permite manejar diferentes grados espectrales que pueden albergar sistemas altamente enredados y de banda ancha o con fotones muy delgados. Esto es de gran utilidad para interaccionar fotones y partículas dentro de una cavidad óptica, pues permite conservar la energía y el momento de ambas partículas.

Para entender la utilidad de esta investigación, primero debe hablarse de la dispersión de onda, la cual se centra en la constante de separación en las ondas al atravesar un objeto. Cuando una onda choca contra un obstáculo (puede ser luz, sonido, radio, etc.) tenderá a diseccionarse o modificarse. Un ejemplo claro son las ondas que se amoldan a los límites que se dan en un recipiente de agua.

Finalmente, las investigadoras resaltaron que el uso de la generación de luz no clásica en fibra óptica permite acercarse a una dispersión próxima a cero, lo que podría resultar en una mejora considerable en Rayos X y, sobre todo, en la experimentación en las relaciones entre fotones y partículas, al mero estilo del acelerador de hadrones en Europa.