Los físicos crean ondas de luz en tiempo opuesto por primera vez

Los científicos acaban de demostrar una nueva técnica para invertir el tiempo en una onda de luz. Crea un efecto similar a mirar una película invertida.

Pero esto no significa que se haya descubierto un método para invertir el flujo del tiempo. En cambio, los físicos han encontrado una manera de hacer que la onda de luz sienta un camino hacia adelante pero en la dirección opuesta, es decir, de regreso al origen.

El fenómeno de ondas inversas de ondas sonoras y ondas de satélite y microondas ya se ha probado, pero nunca se ha demostrado para las ondas de luz. Esta es la primera vez que las ondas de luz se pueden invertir en el tiempo con control total sobre todos los grados de emisión de luz simultáneamente.

Esto se debe a que las ondas de luz son mucho más pequeñas y más rápidas que otras, lo que las hace más difíciles de detectar por dispositivos electrónicos. También porque las ondas sonoras, las ondas del agua o las microondas tienen una frecuencia más baja y son más fáciles de controlar.

Demostrar el efecto de la onda inversa en la luz es un logro colosal en sí mismo, pero la detección también tiene importantes implicaciones prácticas en el campo de la óptica no lineal, la imagen y el procesamiento fino, porque para lograr el efecto se debe tener un alto grado de control espacial y temporal.

La inversión temporal de las ondas se produce cuando la onda, propagada por un medio de emisión, se reproduce nuevamente desde otro punto de tal manera que regresa en su camino de regreso a la fuente. Las dos pistas son matemáticamente exactamente iguales, excepto por la dirección del tiempo.

Esto es lo que han podido hacer los físicos de la Universidad de Queensland en Australia, en colaboración con Nokia Bell Labs.

«Imagínese lanzar un pulso corto de luz desde un pequeño punto a través de algún material disperso, como la niebla» – explica el físico Michael Monix de la Universidad de Queensland – «La luz comienza en un lugar en el espacio y en un punto en el tiempo, pero a medida que viaja a través de la niebla, se extiende y llega a muchos lugares diferentes en momentos diferentes. Encontramos una manera de medir con precisión dónde y a qué hora llega toda esta luz dispersa, luego creamos una versión «invertida» de esa luz y la enviamos de regreso a través de la niebla «.

Esta luz retransmitida regresa a través del proceso de dispersión original para alcanzar el único punto desde el cual se emitió la primera hectárea de luz, en un momento determinado.

Para controlar y medir estas ondas, el equipo de físicos utilizó un medio de pulso utilizado para manipular pulsos de láser y convertir la luz de diferentes niveles para transformar la luz espacialmente.

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 una nube de luz, tienes que traer una bola de luz inicial que volará a través del sistema y luego esculpirla en la estructura tridimensional que deseas». Dice el físico de la Universidad de Queensland Joel Carpenter.

Tal tallado debe realizarse en escalas de tiempo de una billonésima de segundo, por lo que es muy rápido de tallar con partes móviles o señales eléctricas.

Piense en ello como disparar una bola de arcilla a alta velocidad a través de un dispositivo fijo sin partes móviles, que corta la bola, desvía las piezas y luego la vuelve a combinar para producir una estatua de salida, todo mientras el barro vuela sin detenerse. Añadir.

El control que lograron los físicos en los experimentos les permitió ver una serie de imágenes que habían sido afinadas con el dispositivo para que la luz formara formas, como el alfabeto o una cara sonriente.

Este nuevo tipo de control óptico podría abrir muchas posibilidades que no son meras generalizaciones a demostraciones anteriores de fenómenos de baja frecuencia, con aplicaciones como microscopía no lineal, maquinaria de precisión, óptica cuántica, atrapamiento óptico, nanoplásmicas y nanopartículas, amplificación óptica y otras aplicaciones. Los nuevos fenómenos, interacciones y fuentes no lineales del espacio-tiempo. Se acabaron.

Sigue leyendo

Los equipos multidisciplinares en la toma de decisiones son la recomendación para el futuro en epidemias

Los beneficios científicos de la vacuna Pfizer-Biontech que impulsan los planes de vacunación del mundo: ¿por qué no tenerla?

El Reino Unido llevará a cabo un ensayo para determinar si DMT se puede utilizar para tratar la depresión.