viernes, 18 de febrero de 2011

El primer antiláser del mundo

Créditos: Science.
Menos de un año después de haber sido sugerido por primera vez, el primer AntiLaser del mundo está aquí. Un equipo de físicos han construido un aparato que, en lugar de parpadear brillantes rayos, apaga completamente diferentes longitudes de onda de la luz.

Los láseres convencionales, aparecidos en 1960, crean intensos rayos de luz mediante la estimulación de los átomos al lanzar un haz de luz coherente en el que todas las ondas de la luz marchan al mismo paso. Las crestas de una onda coinciden con las crestas de todos los demás, y en los canales coinciden con los valles.

El AntiLaser hace lo contrario: dos perfectos haces de luz láser entran y se absorben por completo.

"No habrá nada que salga de nuevo", expresa el físico experimental Hui Cao de la Universidad de Yale, cuyo grupo de investigación se ha integrado en el nuevo dispositivo.

El dispositivo podría encontrar aplicaciones en los campos de la informática a las imágenes médicas, informaron los investigadores en el 18 de febrero de la revista Science.

El físico A. Douglas Stone de la Universidad de Yale, co-autor del artículo, fue el primero en sugerir el AntiLaser en un trabajo teórico en julio pasado. Stone y sus colegas se habían dado cuenta de que otros investigadores habían sugerido la idea de un láser inverso, y algunos problemas surgidos en la ingeniería para trabajar con tales haces. Pero nadie había puesto las dos ideas juntas.

"Otros descubrimientos independientes indicaron una condición óptima en el puede ocurrir la mejor absorción", añade Cao. "Pero no se dieron cuenta de que era un láser invertido. Ellos no sabían que pueden obtener una absorción del principio perfecto".

Para construir el AntiLaser, que Cao y sus colegas llaman un "absorbente perfecto coherente", los investigadores dividieron el haz de un láser de titanio-zafiro en dos. El láser emite luz en la parte infrarroja del espectro electromagnético, con longitudes de onda que el ojo humano puede ver.

La parte de la luz sigue adelante a través del divisor de haz y el resto se ve obligado a girar a la derecha. Los físicos guían los rayos de luz en una cavidad que contiene una oblea de silicio de un micrómetro de espesor. Un haz que entra por la izquierda y uno a la derecha. La distancia recorrida en cada haz determina la forma de las crestas y los valles de las ondas de luz alineados cuando se reúnen en la oblea.

Cuando la alineación estaba en lo correcto, las ondas de luz cancelan la una a la otra. El silicio absorbe la luz y se convierte a otra forma de energía, como calor o corriente eléctrica.

"Es un experimento sencillo", considera Cao. "Sin embargo, muestra una forma muy poderosa para controlar la absorción".

El aparato sólo puede absorber una longitud de onda de la luz en un momento, pero esa longitud de onda se puede ajustar cambiando el espesor de la oblea.

Sorprendentemente, el AntiLaser cambia de absorbente a reflexivo cuando los investigadores modificaron la forma en que las ondas se reunen en la oblea. Bajo ciertas condiciones, el cristal de silicio en realidad ayuda a escapar de la luz.

"Es un poco sorprendente", considera Cao. "Podemos encender y apagar".

En teoría, el 99,999 por ciento de la luz se apaga. Debido a las limitaciones físicas del láser y la oblea de silicio, el AntiLaser sólo absorbe un 99,4 por ciento de la luz.

Eso puede ser lo suficientemente bueno, agrega Cao.

"Posee muchas aplicaciones, si usted ya tiene menos de 1 por ciento que de ellas, ya está bien", opina. "Estoy seguro que la comunidad tiene mejores láseres que nosotros y que se van lograr resultados mucho más impresionantes. Esta es sólo la primera demostración del principio".

El dispositivo puede encontrar aplicación  en los aparatos ópticos en equipo que utilice luz en lugar de electrones. También puede tener aplicaciones médicas, como las imágenes de un tumor a través del tejido humano normalmente opaco.

Las aplicaciones más interesantes sin duda nadie ha pensado todavía. El mismo láser que se llamó "una solución sin ningún problema", cuando apareció por primera vez.

"Es muy novedoso y sorprendente hecho de que en un sector tan maduro se puede llegar a algo totalmente nuevo", considera el físico Marin Soljacic , del MIT, quien no participó en el nuevo trabajo. "Creo que abre una emocionante pocos lugares."

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