Cuando la luz, y no un cuerpo, proyecta sombra

¿Puede la propia luz proyectar una sombra? Puede parecer un acertijo filosófico, pero unos investigadores han descubierto que, en determinadas condiciones, un rayo láser puede actuar como un objeto opaco y proyectar una sombra. El descubrimiento desafía la comprensión tradicional de las sombras y abre nuevas posibilidades para tecnologías que podrían utilizar un rayo láser para controlar otro rayo láser.

Hasta ahora se pensaba que era imposible que un rayo láser proyectara una sombra, ya que la luz suele atravesar a otra luz sin interactuar de un modo capaz de generar sombra.

Sin embargo, la demostración realizada por el equipo que encabeza Raphael Abrahao, antes en la Universidad de Ottawa en Canadá y ahora en el Laboratorio Nacional de Brookhaven en Estados Unidos, revela que ese efecto exótico de la luz haciendo sombra no es imposible.

Abrahao y sus colegas utilizaron un cristal de rubí y longitudes de onda láser específicas para demostrar que un rayo láser puede bloquear luz y crear una sombra visible, debido a un proceso óptico no lineal. Este efecto se produce cuando la luz interactúa con un material de forma dependiente de la intensidad y puede influir en otro campo óptico.

La nueva investigación forma parte de un estudio más amplio sobre cómo interactúa un haz de luz con otro en condiciones especiales y en procesos ópticos no lineales.

Para realizar el experimento de sombra proyectada por luz láser, los investigadores dirigieron un láser verde de alta potencia a través de un cubo de cristal de rubí estándar y lo iluminaron con un láser azul desde un lateral. Cuando el láser verde entró en el rubí, cambió localmente la respuesta del material a la longitud de onda azul. El láser verde actuó como un objeto ordinario, mientras que el láser azul actuó como iluminación.

La interacción entre las dos fuentes de luz creó una sombra en una pantalla. Esa sombra era visible como una zona oscura justo allá donde el láser verde bloqueaba la luz azul. Cumplía todos los criterios de una sombra porque era visible a simple vista, seguía los contornos de la superficie sobre la que caía y seguía la posición y la forma del rayo láser, que actuaba como un objeto.

Demostración de que un rayo láser puede actuar a veces como un objeto sólido y proyectar una sombra visible a simple vista. En la imagen, la sombra aparece como la fina línea horizontal oscura que atraviesa el fondo azul. (Foto: R. A. Abrahao, H. P. N. Morin, J. T. R. Pagé, A. Safari, R. W. Boyd, J. S. Lundeen)

Abrahao y sus colegas exponen los detalles técnicos de su experimento en la revista académica Optica, bajo el título “The shadow of a laser beam”. (Fuente: NCYT de Amazings)