Desarrollan una trampa de luz perfecta con múltiples aplicaciones técnicas

Publicado: 27 ago 2022 15:55 GMT

El sistema podría tener una amplia gama de usos, desde capturar señales de luz que se distorsionan durante la transmisión a través de la atmósfera terrestre, hasta alimentar un detector de ondas de luz de fuentes débiles, como estrellas distantes.

Un equipo de investigación binacional de la Universidad Tecnológica de Viena, en Austria, y de la Universidad Hebrea de Jerusalén, en Israel, desarrolló una ‘trampa de luz’ que permite que un haz de luz sea absorbido por completo, incluso en capas muy delgadas de material absorbente. Esta invención abre interesantes posibilidades para aplicaciones en astronomía, ya sea la recolección de luz o el suministro de energía, y en control de luz e imágenes, informaron el jueves sus autores en un comunicado. 

La absorción eficiente de la luz en capas finas de material, que normalmente son transparentes a ella, es un desafío actual para los físicos.

«Absorber la luz es fácil cuando golpea un objeto sólido«, dice uno de los autores, el profesor Stefan Rotter, del Instituto de Física Teórica de la universidad austríaca. «Un jersey grueso de lana negra puede absorber fácilmente la luz. Pero en muchas aplicaciones técnicas, solo tienes una fina capa de material disponible y quieres que la luz se absorba exactamente en esta capa».

¿Cómo funciona esta novedosa ‘trampa de luz‘?

Los investigadores colocaron convenientemente lentes convergentes y espejos (uno parcialmente transparente y otro totalmente reflectante), alrededor de la capa delgada del material adsorbente y lograron que el rayo láser incidente se moviera en un círculo entre los espejos.

Los científicos explican que, aunque el espejo parcialmente transparente por sí solo reflejaría una gran parte de la luz incidente, esta reflexión es imposible debido a que la otra parte del haz que circula en el interior del sistema atraviesa el espejo y bloquea el rayo reflejado por superposición en el espejo parcialmente transparente. Por lo tanto, este último, ahora se vuelve completamente transparente para el rayo láser incidente. Mediante el cálculo preciso de la interferencia del haz de luz incidente y el reflejado se logró la superposición exacta de ambos rayos.

Como resultado de este proceso expuesto, el láser puede entrar en el sistema pero ya no puede escapar, creando una calle de un solo sentido para la luz. Entonces, la luz es absorbida casi al 100 % por una capa delgada que, de otro modo, permitiría que la mayor parte del rayo no se aprovechara. Este método de absorción-amplificación ha sido presentado en Science. 

Sus aplicaciones

El sistema podría ser gran utilidad y tener una amplia gama de aplicaciones prácticas, desde la captura de señales de luz que se distorsionan durante la transmisión a través de la atmósfera terrestre hasta para alimentar, de manera óptima, un detector de ondas de luz de fuentes débiles, como estrellas distantes.