Un fotón de luz se mueve a través de suaves aguas de vacío a unos 300.000 kilómetros (186.000 millas) por segundo. Esto pone un límite severo a la rapidez con la que un susurro de información puede viajar a cualquier parte del universo.
Si bien es poco probable que esta ley se rompa alguna vez, hay características de la luz que no siguen las mismas reglas. Manipularlos no acelerará nuestra capacidad de viajar a las estrellas, pero podría ayudarnos a allanar el camino hacia una clase completamente nueva de tecnología láser.
Los físicos han estado jugando duro y rápido con la velocidad máxima de los pulsos de luz durante un tiempo, acelerándolos e incluso ralentizándolos a una posición hipotética fija utilizando varios materiales como Gases atómicos fríosY el Cristales de refracción, Y el Fibra óptica.
Esta vez, los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California y la Universidad de Rochester en Nueva York los metieron dentro de enjambres calientes de partículas cargadas, ajustando la velocidad de las ondas de luz dentro del plasma a alrededor de una décima parte del vacío de luz habitual. . Velocidad a más del 30 por ciento Más rápido.
Esto es más y menos impresionante de lo que parece.
Para romper los corazones de aquellos que esperan llevarnos a Proxima Centauri y retroceder en el tiempo para tomar el té, este viaje ultra iluminado se enmarca dentro de las leyes de la física. Lo siento.
La velocidad de un fotón se mantiene en su lugar tejiendo campos eléctricos y magnéticos denominados electromagnetismo. No puede evitar eso, pero los pulsos de fotones en frecuencias estrechas también se apiñan de manera que crean ondas regulares.
La subida y bajada rítmica de grupos enteros de ondas de luz se mueven a través de los objetos a una velocidad descrita como Velocidad de grupoEs una «onda de onda» que puede modificarse para ralentizarla o acelerarla, dependiendo de las condiciones electromagnéticas de su entorno.
Al extraer electrones de la corriente de iones de hidrógeno y helio utilizando un láser, los investigadores pudieron cambiar la velocidad del grupo de pulsos de luz transmitidos a través de él a través de una segunda fuente de luz y frenar o simplificar modificando la proporción de el gas y obligando a las características del pulso a cambiar de forma.
El efecto general se debió a la refracción de los campos de plasma y la luz polarizada del láser primario utilizado para despojarlos. Las ondas de luz individuales todavía estaban cerca de su ritmo habitual, incluso cuando su danza colectiva parecía acelerarse.
Desde un punto de vista teórico, el experimento ayuda a materializar la física del plasma y a poner nuevas limitaciones a la precisión de los modelos actuales.
En términos prácticos, esta es una buena noticia para las tecnologías avanzadas que esperan en las alas pistas sobre cómo sortear los obstáculos para convertirlos en realidad.
El láser sería el mayor ganador aquí, especialmente la variedad increíblemente poderosa. Los láseres de la vieja escuela se basan en materiales ópticos de estado sólido, que tienden a desgastarse con una mayor potencia. El uso de corrientes de plasma. Ampliar o cambiar las propiedades de la luz solucionaría este problema, pero para sacarle el máximo partido necesitamos modelar sus propiedades electromagnéticas.
No es una coincidencia que el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore esté interesado en comprender la naturaleza óptica del plasma, ya que alberga algunos de los laboratorios más extensos del mundo. Excelente tecnología láser.
Los láseres más potentes son lo que necesitamos para una amplia gama de aplicaciones, desde el aumento de aceleradores de partículas hasta la optimización. Tecnología de fusión limpia.
Puede que no nos ayude a movernos por el espacio más rápido, pero son precisamente estos descubrimientos los que nos acelerarán hacia el futuro con el que todos soñamos.
Esta investigación fue publicada en Cartas de revisión física.