Científicos alemanes "capturan" haz de luz en esfera

Imagen: Newscientist.com

Científicos alemanes de la Universidad de Erlangen-Nuremberg han logrado algo que parece imposible: capturar un haz de luz en una esfera y hacerlo circular en su interior.

La luz, que normalmente viaja en líneas rectas, ha sido atrapada gracias al uso de superficies curvas complejas. No es una simple curiosidad, puede ayudar a entender cómo es que la luz viaja en espacios curvos.

De acuerdo con la relatividad general de Einstein, la gravedad es el producto de una masa deformando el espacio (como una bola sobre una sábana suspendida en el aire). Siguiendo este principio los científicos alemanes elaboraron complejos objetos 3D a los que dispararon lásers.

Imagen: Newscientist.com

La luz queda "atrapada" entre las superficies reflectantes, creando un anillo brillante a la vista del observador. Para conseguir el efecto se necesitan pulidoras de superficies sumamente complejas, utilizadas en la industria de los diamantes, máquinas que apenas tienen una década en el mercado.

"Es un experimento básico y bello", ha declarado Ulf Leonhardt, de la Universidad de St. Andrews en el Reino Unido, quien no participó en el experimento.

Información de Newscientist.com. Versión, edición y traducción de Sophimanía

Artículo original y completo (en inglés) aquí

Científicos consiguen doblar la luz y hacer nudos con ella

El "nudo" de luz láser, una promesa de nuevas tecnologías. Imagen: Mark Dennis.

Tenemos la idea, generalmente acertada, de que la luz se propaga en línea recta y sólo en línea recta. Pero un reciente experimento ha permitido a los científicos curvarla y "anudarla" como un pasador de nuestros zapatos.

Para ello han usado un holograma computarizado y una hipótesis de la matemática abstracta o pura. La hazaña no solo nos brinda imágenes bonitas, también abre las puertas para mejorar todos los dispositivos tecnológicos que usan rayos láser.

"Un haz de luz a través del espacio se puede entender también como las aguas de un río que fluye -explica Mark Dennis, uno de los investigadores de la Universidad de Bristol (Inglaterra) involucrados en el experimento- aunque normalmente viaja en línea recta, teóricamente era posible concebir giros y remolinos".

Esos "remolinos de luz" se llaman vórtices ópticos. Y los hologramas han probado ser una tecnología capaz de crearlos. Utilizando un holograma controlado por computadora y matemáticas abstractas consiguieron "anudar el nudo" de luz.

"El holograma actúa igual que un filtro de luz, como el vidrio de un vitral en una iglesia -explica Dennis- la luz que lo atraviesa adquiere un patrón de colores particular". El mismo principio actúa con el holograma, pero de una forma más precisa gracias a que cada punto de él actúa como un pequeño cristal.

Se demuestra así cómo los físicos pueden adaptar las matemáticas puras, desarrolladas sin tener expectativas de aplicaciones prácticas, como la teoría de los nudos, a sus experimentos de física. Esta nueva tecnología es muy prometedora ya que lleva el control de la luz (de la luz láser en particular) a niveles más precisos y más controlados que nunca.

Información de LiveScience. Versión, edición y traducción de Sophimanía

Artículo original y completo (en inglés) aquí

Instrucciones para atrapar un arco iris

Atrapado entre espacios más pequeños que la longitud de sus ondas. Foto: V.N. Smolyaninova

Según NewScientist, investigadores en el área de la óptica han conseguido atrapar por primera vez un arco iris. ¿Suena curioso, ah?

La "trampa" que se necesita para tan poco poético experimento es una lente recubierta por uno de sus lados con una capa de oro de 30 nanómetros de ancho, puesta sobre el portaobjetos de un microscopio, también recubierto de oro.

Lente con base de oro bombardeada por un laser. Foto: NewScientist

La idea es de la física Vera Smolyaninova de la Universidad de Towson, en Baltimore. Luego de colocar ambos objetos uno contra el otro, se dispara un rayo láser sobre la lente creando así un arco iris.

Este "queda atrapado" porque la luz no puede pasar a través de una abertura más pequeña que su longitud de onda. El resultado está en la foto: luz visible distribuida de acuerdo a su longitud de onda, los verdes (más cortos) hacia el centro y los rojos (más grandes) hacia el exterior. Entre ellos el resto de colores "atrapados".

El artículo no menciona ninguna utilidad práctica para este hallazgo, aunque no se puede descartar que ya tenga alguna o la tenga pronto.

La leyenda del arco iris y el oro no era tan descabellada después de todo.

Imagen: Wildfireplan

No deja de ser curioso que un experimento que puede ser descrito popularmente como "atrapar el arco iris" implique oro para su realización, lo cual coincide con la popular leyenda de que al final del arco iris existe una marmita con monedas de oro. ¿Casualidad? Por supuesto que sí. Pero una casualidad bonita.

Información de Microsiervos y NewScientist. Versión de Sophimanía

Artículos originales (en castellano) aquí y en inglés aquí

Nuevo "nanoláser" revolucionará la óptica, la informática, las telecomunicaciones y la medicina

Fotos del láser y diagramas del proceso. Imágenes: Berkeley

Investigadores de la Universidad de California, Berkeley, han logrado tumbarse un viejo paradigma de la física que decía que una onda electromagnética (incluyendo la luz láser) no podía ser enfocada más allá de la mitad de su longitud de onda.

Pues sí se puede. Una nueva técnica de compresión (descrita coloquialmente como "exprimir el láser") les ha permitido a los científicos crear un haz de luz tan fino que es capaz de alumbrar una parte de una molécula de proteína.

Esto permitirá revolucionar practicamente todos los campos de la tecnología moderna (cómputo, medicina, comunicaciones, etc) creando lásers capaces de analizar y manipular moléculas de ADN, así como hacer "saltar" la velocidad y capacidad de los procesadores informáticos, entre otras aplicaciones.

El "bioscanner" del doctor Phlox en Star Trek Enterprise: un paso más

cerca de convertirse en realidad. Foto: CBS

Si bien muchos avizoraron las posibilidades que tendría una tecnología como ésta, nadie había podido ponerla en práctica. Sin embargo, un equipo liderado por Xiang Zhang, profesor de ingeniería industrial y director del centro de nanociencia de Berkeley, sí lo logró gracias a que abondonó el enfoque "tradicional" y apostó por uno nuevo, al que Zhang llama "de plasmones híbridos".

Este desarrollo permitirá el avance de la tecnología molecular y tender un puente entre la óptica láser y la electrónica a escalas que hasta hace poco eran inimaginablemente pequeñas.

La superioridad de la óptica sobre la electrónica "tradicional" está bien documentada, ya que circuitos que trabajan con luz láser consumen menos energía y son mucho más rápidos y eficientes que los que trabajan con electricidad. Este nano láser abre la puerta para su popularización.

Información de ScienceNews y agencias. Versión, edición y traducción de Sophimanía

Artículo original y completo (en inglés) aquí

Científicos crean el quinto estado de la materia: aluminio transparente

Lásers ultra potentes y ultra precisos: los nuevos reyes Midas de la física. Foto: Internet

Por años nos acostumbrados a pensar en tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso, hasta que llegó el plasma, llamado también "el cuarto estado de la materia", que se obtiene cuando un gas es calentado a muy altas temperaturas.

Hoy los científicos nos sorprenden una vez más trayendo a la realidad una idea que -curiosamente- fue expuesta (como ciencia ficción) en la película "Viaje a las estrellas IV". Se trata de "el quinto estado de la materia". Para crearlo se utiliza un rayo láser que "inutiliza" el núcleo de electrones al interior de cada átomo de aluminio.

El resultado algo nunca visto: un nuevo estado de la materia, ni plasma, ni líquido, ni sólido, ni gaseoso: aluminio transparente (el vidrio, técnicamente es un líquido). Aunque de momento no tenga ninguna aplicación práctica, Justin Wark, profesor de física de Oxford, dijo que el estudio de este experimento ayudará a entender otros fenómenos como la creación de mini estrellas y, eventualmente, conseguir la fusión nuclear controlada, algo que nos proveería de energía limpia, económica y abundante.

El descubrimiento fue posible gracias a un láser de altísima potencia ubicado en Hamburgo, Alemania. Aunque el fenómeno dura muy poco, se probó que su existencia es posible. "Durante un breve período la muestra se ve y comporta como una nueva forma de la materia" dijo Wark, quien insistió en que el experimento es tan asombroso somo convertir plomo en oro por la acción de un simple "haz de luz".

Información de LiveScience. Versión, edición y traducción de Sophimanía

Artículo original y completo (en inglés) aquí

La fusión nuclear controlada del NIF: ¿La otra "máquina de dios"?

192 super lásers apuntando a una bolita de hidrógeno. Fuente: NIF

A un costo de 3,500 millones de dólares, Estados Unidos ha comenzado oficialmente sus intentos para generar energía limpia a partir de la fusión nuclear. Se trata de la inauguración oficial de las instalaciones de la National Ignition Facility (NIF), un laboratorio del tamaño de un campo de fútbol que alberga 192 lásers de alta potencia, los que eventualmente calentarán una bola de hidrógeno (del tamaño de una lentejita) hasta temperaturas diez veces mayores que las del Sol, lo que -en teoría- podría producir energía limpia y abundante.

Aunque los experimentos a total capacidad no se harán hasta el año que viene, a partir de hoy se comenzarán ensayos preliminares, con el objetivo de ir "afinando" esta super máquina que tratará de reproducir en la Tierra algunas de las condiciones que sólo existen en estrellas como nuestro Sol.

La fusión nuclear controlada es un sueño largamente acariciado por los físicos ya que, de funcionar, podría convertirse en una fuente de energía limpia y eventualmente económica. A diferencia de la "fisión nuclear", propia de las plantas de energía atómica que producen basura radioactiva, la fusión es limpia y mucho más abundante. Se calcula que -si todo resulta bien- el proceso podría devolver entre 10 a 100 veces la energía que se usa en producirlo, algo realmente extraordinario si lo comparamos con los combustibles fósiles de los cuales dependemos actualmente.

El super láser del NIF tendrá otros usos además de explorar la fusión nuclear controlada. Servirá para estudiar su arsenal atómico estadounidense y asegurarse de que sus cabezas nucleares siguen siendo seguras, pese a haber superado ampliamente la fecha de caducidad fijada para ellas originalmente. Para evitar los tests, la NNSA emplea sofisticados modelos informáticos en las que recrea las condiciones de los explosivos. El NIF servirá para comprobar experimentalmente si las hipótesis científicas sobre las reacciones atómicas en las que se basan esos modelos son precisas.

De funcionar bien, el super láser del NIF también permitirá estudiar los procesos físicos presentes en las estrellas, supernovas, agujeros negros y planetas gigantes como Júpiter y Saturno.

El NIF tardó 12 años en construirse y estará en funcionamiento durante los próximos treinta. De trabajar como se espera en la teoría, podríamos estar en el nacimiento de una nueva era mundial, una era de energías limpias, baratas y prácticamente inagotables.

Información del Washington Times. Versión, edición y traducción de Sophimanía.
Artículos originales (en inglés y castellano) aquí y aquí
Web oficial del NIF (fotos, noticias, enlaces, etc) aquí