Física
Luz comportándose como un gas
Una serie de experimentos ha permitido comprobar que, bajo determinadas circunstancias, un conjunto de pulsos de luz puede comportarse en varios aspectos tal como lo haría un gas.
La investigación la ha realizado un equipo de físicos de la Universidad Friedrich Schiller de Jena en Alemania y de la Universidad de Florida Central en Estados Unidos.
Ulf Peschel, de la citada universidad alemana, y sus colegas de esa y la otra universidad, hicieron mediciones especiales de una secuencia de pulsos de luz mientras viajaba miles de kilómetros a través de fibra óptica de solo unas micras de grosor. Los resultados han sorprendido a los investigadores.
Estos descubrieron que los pulsos de luz se organizan por sí solos al cabo de un centenar de kilómetros y luego se comportan de un modo parecido a como lo hacen las moléculas de un gas convencional, como el aire, por ejemplo.
En un gas, las partículas se mueven de un lado a otro a distintas velocidades, pero aun así tienen una velocidad media definida por su temperatura. Aunque los impulsos luminosos se propagan por la fibra óptica a una velocidad media de unos 200.000 kilómetros por segundo, no todos son igual de rápidos. La distribución estadística de sus velocidades es exactamente igual a la de un gas convencional con una temperatura determinada.
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Ulf Peschel y sus colaboradores han constatado que la propagación de pulsos de luz a través de una fibra óptica sigue, en ciertos aspectos, las normas de la termodinámica. (Foto: Ira Winkler / Universität Jena)
Como los investigadores han demostrado ahora por primera vez en su estudio, este “gas” de luz puede experimentar un fenómeno equivalente al enfriamiento de un gas cuando este sufre la expansión adiabática. E incluso, puede “enfriarse” por debajo del cero absoluto, entre otras aparentes paradojas físico-matemáticas.
El estudio se titula “Observation of photon-photon thermodynamic processes under negative optical temperature conditions”. Y se ha publicado en la revista académica Science. (Fuente: NCYT de Amazings)
