Científicos españoles descubren una nueva propiedad de la luz

Un equipo científico del Grupo de Investigación en Aplicaciones del Láser y Fotónica de la Universidad de Salamanca (USAL) ha liderado una investigación internacional que ha demostrado por primera vez que la luz puede forzar una torsión sobre sí misma en ausencia de fuerzas externas, una propiedad nunca antes vista hasta ahora.

El estudio, desarrollado en colaboración con la Universidad de Colorado y el Instituto de Ciencias Fotónicas de Castelldefels (ICFO), ha sido portada del último número de la revista Science. Sus resultados abren nuevas vías para la experimentación básica en torno a las dinámicas de las interacciones entre la luz y la materia.

“Lo más destacable de este trabajo es que hemos generado haces de luz con una nueva propiedad, el torque de la luz”, señalan los autores. Hasta la fecha se conocía que los haces de luz podían ser creados con torsión, es decir, con una estructura en forma de remolino alrededor de su eje de propagación. Los ‘vórtices de luz’ –como se conoce a los haces de luz con torsión– son análogos a los torbellinos que forma el viento y, al igual que estos, son capaces de ejercer fuerzas de rotación sobre los materiales.

El nuevo tipo de haz de luz posee, además, la propiedad de acelerar su torsión en el tiempo, como un remolino que acelerase su rotación. No sólo gira por sí mismo, sino que, también es “capaz de aumentar la velocidad de su giro sin ayuda externa, auto acelerándose”, subrayan los autores. Son, por lo tanto, vórtices que ejercen sobre sí mismos un torque, es decir, luz con auto-torque.

La propiedad de auto inducirse un giro ha podido ser observada en otros sistemas físicos. No obstante, los científicos la definen como “algo exótico” que “nunca hasta este momento se había observado en luz”, remarcan.

Posibilidad de transferir giros a la materia

Los vórtices de luz tienen aplicaciones interesantes en diferentes ámbitos de la tecnología, si bien todavía a nivel experimental. Quizás la más relevante en relación con el estudio publicado es “la posibilidad de transferir giros a la materia”, apuntan desde el Grupo ALF-USAL.

La luz con auto-torque es potencialmente útil para comunicar aceleraciones angulares (giros) en corrientes, por ejemplo, dentro de materiales conductores. Dado que los haces que se han producido son de alta frecuencia, se sugieren aplicaciones de este tipo en estructuras materiales nanoscópicas.

Se trata, por todo ello, de una nueva herramienta para estudiar la dinámica de las interacciones entre la luz y la materia, en la escala micro y nanoscópica. El dominio de la dinámica a estas escalas, mediante herramientas como los haces con torque, “es un paso fundamental para el desarrollo de la tecnología del futuro”, concluyen los científicos.