Aunque es m\u00e1s veloz que todo lo que se mueve en el universo, se puede frenar la luz en medio de sus andanzas por el espacio. \u00c9ste es el resultado obtenido mediante un m\u00e9todo te\u00f3rico propuesto por tres cient\u00edficos, uno de los cuales est\u00e1 radicado en Brasil. Al aplicar simulaciones num\u00e9ricas, los investigadores afirman que ser\u00eda posible para los pulsos de luz, siempre y cuando su trayectoria estuviera confinada por gu\u00edas de onda, estructuras f\u00edsicas que conducen la luz (fibras \u00f3pticas o canaletas), dispuestas a fin de crear singularidades. Tal concepto matem\u00e1tico se refiere a puntos excepcionales de un sistema (en el presente caso, la luz pasando por las gu\u00edas de onda) en los cuales emergen propiedades no usuales, indefinidas o peculiares. Al pasar por dichos puntos, la velocidad de un pulso de luz ser\u00eda igual a cero, seg\u00fan c\u00e1lculos del matem\u00e1tico Alexei Mailybaev, del Instituto de Matem\u00e1tica Pura y Aplicada (Impa), con sede en la ciudad de R\u00edo de Janeiro, y de los f\u00edsicos Nimrod Moiseyev, del Instituto de Tecnolog\u00eda de Israel (Technion), y Tamar Goldzak, pasante de posdoctorado en el Instituto de Tecnolog\u00eda de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos.<\/p>\n
El nuevo m\u00e9todo presenta una diferencia importante respecto a otros abordajes que persiguen el mismo objetivo: los pulsos de luz se desacelerar\u00edan totalmente sin perder su intensidad original, de acuerdo con el art\u00edculo publicado por el tr\u00edo de investigadores el 3 de enero en la revista cient\u00edfica Physical Review Letters<\/em>. La luz se debilita antes de ser totalmente detenida, una limitaci\u00f3n hasta ahora no resuelta mediante otras t\u00e9cnicas. En los puntos excepcionales, las diversas ondas que constituyen el pulso de luz se comportar\u00edan como si fueran una sola, truco indispensable para que, al mismo tiempo, el haz se detenga y mantenga su intensidad. No obstante, seg\u00fan recuerda Mailybaev, existen limitaciones t\u00e9cnicas para poner en pr\u00e1ctica la idea. \u201cSer\u00eda dif\u00edcil registrar si la luz se ha detenido efectivamente\u201d, explica el matem\u00e1tico ruso naturalizado brasile\u00f1o, quien colabora desde hace ocho a\u00f1os con el grupo de Nimrod Moiseyev. \u201cEs complicado registrar d\u00f3nde est\u00e1 la se\u00f1al en cada momento dentro de la gu\u00eda de onda y, as\u00ed, calcular el cambio de velocidad. Pero esas dificultades t\u00e9cnicas tal vez se puedan solucionar.\u201d<\/p>\n La luz resulta de vibraciones de campos el\u00e9ctricos y magn\u00e9ticos. Los f\u00edsicos representan matem\u00e1ticamente, por medio de ecuaciones, las propiedades de esas ondas, tales como frecuencia, amplitud, energ\u00eda y velocidad de propagaci\u00f3n. Mailybaev comenta que la idea de trabajar con la cuesti\u00f3n de frenar la luz surgi\u00f3 mientras los tres discut\u00edan fen\u00f3menos f\u00edsicos que emergen de singularidades en c\u00e1lculos matem\u00e1ticos. \u201cPor curiosidad, nos preguntamos qu\u00e9 le suceder\u00eda a la luz en esas situaciones no usuales\u201d, recuerda el investigador del Impa. Hicieron entonces las cuentas y vieron que, al pasar por los llamados puntos excepcionales, la velocidad del pulso de luz ser\u00eda igual a cero. A partir de all\u00ed, empezaron a investigar maneras de crear puntos excepcionales en estructuras que direccionan la luz \u2013las gu\u00edas de onda\u2013 y formularon una propuesta. Si se ponen dos gu\u00edas cerca una de la otra y sus configuraciones se ajustan para que la intensidad del pulso crezca en una de ellas mientras disminuye en la otra, surgen los mencionados puntos excepcionales \u2013 y el haz de luz deja de moverse en esas regiones. Esto se debe a que una gu\u00eda de onda disipa energ\u00eda exactamente en la misma proporci\u00f3n en que la otra la gana. \u201cLa ventaja de nuestra propuesta es que abarca una gran cantidad de par\u00e1metros en una estructura que podemos modificar\u201d, comenta Tamar Goldzak.<\/p>\n Los pulsos de luz se desacelerar\u00edan totalmente sin perder su intensidad y sus formas originales, de acuerdo con el nuevo m\u00e9todo<\/p><\/blockquote>\n Luz m\u00e1s lenta<\/strong> El m\u00e9todo de Hau permiti\u00f3, desde ese momento, poner a la luz cabeza abajo: desacelerarla, acelerarla o almacenarla. Pero, antes de alcanzar la velocidad cero, la se\u00f1al de luz termina extinguida, su intensidad se pierde y su forma queda pr\u00e1cticamente toda impresa en la estructura de los \u00e1tomos; una especie de digital de la luz. \u201cReducir la velocidad de la luz en gases ultrafr\u00edos es excelente para la investigaci\u00f3n fundamental, pero dif\u00edcilmente generar\u00e1 aplicaciones\u201d, eval\u00faa el f\u00edsico Thomas Krauss, de la Universidad de York, Reino Unido. En cambio, Mailybaev, Moiseyev y Goldzak sostienen que su propuesta tendr\u00eda mayor potencial aplicado porque los puntos excepcionales podr\u00edan utilizarse para controlar la propagaci\u00f3n de cualquier tipo de onda (de luz, de sonido y otras) independientemente del medio en que se mueven. Incluso la onda en el agua podr\u00eda controlarse por ese m\u00e9todo, seg\u00fan los investigadores. \u201cLa luz m\u00e1s lenta interact\u00faa m\u00e1s con la materia\u201d, aclara Emiliano Martins, experto en ondas guiadas de la Escuela de Ingenier\u00eda de S\u00e3o Carlos de la Universidad de S\u00e3o Paulo (EESC-USP). \u201cEsta caracter\u00edstica es indispensable para el desarrollo de las telecomunicaciones y del procesamiento de datos \u00f3pticos.\u201d<\/p>\n
\nEn el vac\u00edo, la luz presenta velocidad constante y alcanza su valor m\u00e1ximo, de alrededor de 300 mil kil\u00f3metros por segundo (km\/s), pero cuando se propaga en otros medios, como el aire o el agua, se desacelera naturalmente. La formaci\u00f3n de un fen\u00f3meno como el arco\u00edris, por ejemplo, no ocurrir\u00eda si la velocidad de la luz en el agua (de aproximadamente 225 mil km\/s) y en el aire (donde se mueve ligeramente m\u00e1s despacio que en el vac\u00edo) fuera igual. En las dos \u00faltimas d\u00e9cadas, los f\u00edsicos vienen intentando domar la luz y han obtenido resultados sorprendentes. En 1999, el grupo de la matem\u00e1tica y f\u00edsica danesa Lene Hau, de la Universidad Harvard, Estados Unidos, redujo experimentalmente la velocidad de la luz a 17 metros por segundo al controlar un pulso de l\u00e1ser dentro de un gas ultrafr\u00edo de \u00e1tomos de sodio, estado de la materia conocido como condensado de Bose-Einstein. En 2001, el equipo dio un paso m\u00e1s all\u00e1 y fren\u00f3 por 1 segundo la luz dentro de un sistema semejante.<\/p>\n