Los físicos crean ondas de luz ópticas invertidas en el tiempo por primera vez
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Los científicos acaban de demostrar una nueva técnica de inversión del tiempo en una onda de luz óptica, crea un efecto similar a mirar una película al revés.
Pero eso no significa que se haya descubierto una forma de cambiar el rumbo del tiempo, En cambio, los físicos encontraron una manera de hacer que una onda óptica percibiera un camino hacia adelante pero en la dirección opuesta, es decir, regresando a su punto de origen.
El fenómeno de onda inversa ya se había demostrado para ondas sonoras, ondas de satélite y microondas, pero nunca para ondas de luz. por lo que es la primera vez que ha sido posible invertir el tiempo de las ondas ópticas con control total sobre todos los grados de liberación de luz simultáneamente.
Esto se debe a que las ondas de luz son mucho más pequeñas y rápidas que todas las demás, lo que dificulta mucho su detección por dispositivos electrónicos. También porque las ondas acústicas, las ondas de agua o las microondas tienen una frecuencia más baja y son más fáciles de controlar.
Demostrar el efecto de onda inversa en la luz es un gran logro en sí mismo, pero el descubrimiento también tiene importantes implicaciones prácticas en el campo de la óptica no lineal, la formación de imágenes y la micromanipulación, porque para lograr el ‘efecto es necesario tener un alto grado de control del espacio-tiempo.
La inversión temporal de las ondas se produce cuando una onda, que se propaga por un medio emisor, se vuelve a reproducir desde otro punto para que regrese en su camino de regreso a la fuente. Los dos caminos son matemáticamente exactamente iguales, excepto por la dirección del tiempo.
Esto es lo que pudieron hacer los físicos de la Universidad de Queensland en Australia (QU) en asociación con Nokia Bell Labs.
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«Imagínese lanzar un pulso corto de luz desde un pequeño punto a través de un material disperso, como la niebla» – explica el físico de UQ Mickael Mounaix- «La luz comienza en un lugar en el espacio y en un punto en el tiempo, pero se dispersa a medida que viaja a través de la niebla y llega a muchos lugares diferentes en muchos momentos diferentes. Encontramos una manera de medir con precisión dónde entra toda esta luz dispersa y a qué hora, luego creamos una versión «al revés» de esa luz y la enviamos de regreso a través de la niebla. «
Esta luz reemitida vuelve al proceso de dispersión original para llegar al único punto desde el cual se emitieron las primeras hectáreas de luz, en un momento dado.
Para controlar y medir estas ondas, el equipo de físicos utilizó un moderador de pulsos que se utiliza para manipular pulsos de láser y convertir la luz de varios planos para transformar la luz en el espacio.
Así, pudieron controlar la luz en dos grados espaciales, amplitud y fase, como si fuera un grado temporal a medida que viaja a través de la fibra óptica.
«Para crear esta nube de luz, tienes que traer una primera bola de luz que vuele al sistema, luego esculpirla en la estructura 3D que quieras», dice el físico de la UQ Joel Carpenter.
Tal tallado debe tener lugar en escalas de tiempo de una billonésima de segundo, por lo que tallar usando partes móviles o señales eléctricas es demasiado rápido.
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Piense en ello como disparar una bola de arcilla a alta velocidad a través de un dispositivo estático sin partes móviles, que corta la bola, desvía las piezas y luego las combina de nuevo para producir una escultura de salida, todo mientras el ‘la arcilla vuela sin parar «, agrega.
El control físico realizado en los experimentos les permitió ver una serie de imágenes que se sintonizaron con el dispositivo para que la luz formara formas, como letras del alfabeto o una cara sonriente.
“Este nuevo tipo de control en óptica podría abrir muchas posibilidades que no son solo generalizaciones de demostraciones previas para fenómenos de baja frecuencia, con aplicaciones como microscopía no lineal, micromecanizado, óptica cuántica, atrapamiento óptico, nanofotónica y plasmónica, amplificación óptica y otras nuevas. fenómenos, interacciones y fuentes espacio-temporales no lineales ”, concluyeron.
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