Huracanes de luz

Muchos elementos del estilo moderno de vida que sigue una parte importante de la humanidad dependen de la codificación de información en algún medio y su transmisión. Un método habitual es codificar los datos en luz láser y enviarlos a través de fibra óptica. La creciente demanda de más capacidad de información exige buscar maneras todavía más eficientes de codificarla.

Unos investigadores han encontrado una nueva forma de crear diminutos huracanes de luz, técnicamente vórtices de luz, que pueden transportar muchísima información. El método se basa en la manipulación de nanopartículas metálicas que interactúan con un campo eléctrico. El método, que se aprovecha de una clase de geometrías conocidas como cuasicristales, fue ideado por Kristian Arjas y llevado a la práctica experimentalmente por Jani Taskinen, ambos de la Universidad Aalto de Finlandia.

Un vórtice es en este caso como un huracán que se produce en un haz de luz, donde un centro tranquilo y oscuro está rodeado por un anillo de luz brillante. Al igual que el ojo de un huracán está en calma debido a los vientos que soplan a su alrededor en distintas direcciones, el ojo del vórtice está oscuro debido al campo eléctrico de luz brillante que apunta en distintas direcciones en distintos lados del haz.

Investigaciones anteriores relacionaron el tipo de vórtices que pueden aparecer con el grado de simetría de la estructura que los produce. Por ejemplo, si las partículas a nanoescala se disponen en cuadrados, la luz producida tiene un único vórtice; los hexágonos producen un vórtice doble, y así sucesivamente. Los vórtices más complejos requieren formas octogonales como mínimo.

Ahora, el equipo de Arjas y Taskinen ha ideado un método para crear formas geométricas que teóricamente permiten crear cualquier tipo de vórtice.

Para conseguirlo, el equipo manipuló 100.000 nanopartículas metálicas, cada una del tamaño aproximado de una centésima parte del grosor de un cabello humano, conformando un diseño nuevo y revolucionario.

El nuevo método, basado en cuasicristales, permite en teoría la creación de cualquier tipo de vórtice de luz. (Imagen: Kristian Arjas / Aalto University)

Este avance constituye un paso clave en el desarrollo de aplicaciones prácticas de este fenómeno y abre la puerta a la posibilidad de hallar maneras totalmente nuevas de transmitir información.

El equipo de Arjas y Taskinen expone los detalles técnicos de su avance en la revista académica Nature Communications, bajo el título “High topological charge lasing in quasicrystals”. (Fuente: NCYT de Amazings)