La experiencia cotidiana nos dice que la luz reflejada en un espejo perfectamente plano nos dará la imagen correcta sin distorsión. Curiosamente, este no es el caso cuando el campo luminoso en sí se forma de manera compleja. Aparecen pequeños errores. Investigadores de la Universidad de Tampere los han observado por primera vez en el laboratorio. Los resultados confirman las predicciones sobre este efecto teórico fundamental hechas hace más de una década. También explican cómo se puede utilizar, por ejemplo, para determinar las propiedades de los materiales.
La luz es una onda. Aunque los científicos conocen esta simple afirmación desde hace más de un siglo, los investigadores en óptica y fotónica descubren y descubren rutinariamente nuevas propiedades y aplicaciones de las ondas de luz. En la Universidad de Tampere, el Grupo Experimental de Óptica Cuántica (EQO) estudia las sutilezas de la forma (o estructura, como a menudo se la llama) de la luz. La estructura de la luz se ha convertido en un tema importante en la óptica moderna, desde los fundamentos de la física cuántica hasta los avances en la ciencia de la información y la comunicación óptica.
En su último trabajo, los investigadores han demostrado que la forma de un haz de luz se distorsiona ligeramente cuando se refleja en un objeto perfectamente plano, como un espejo. Aunque la deformación es muy pequeña, conlleva información importante sobre el objeto en sí, como por ejemplo el material del que está hecho. Este llamado efecto de aberración topológica, predicho por investigadores del Reino Unido hace una década, se ha observado por primera vez.
“Aunque la idea general de observar la deformación parece muy simple, nos llevó más de un año completar nuestro experimento y ajustar la teoría original para distinguir el efecto de todas las demás deformaciones del haz que se han observado experimentalmente. investigación”, explica el profesor asociado. Robert Fickler, líder del equipo EQO.
Vórtices de luz y oscuridad.
Con los recientes avances tecnológicos en la formación de ondas de luz, el campo de la luz estructurada ha experimentado un auge en las últimas décadas. Gran parte del interés en este campo se debe a las llamadas ondas de luz retorcidas, que no sólo viajan a la velocidad de la luz, sino que también giran a medida que viajan.
“Lo interesante de estos campos de luz retorcidos es que tienen puntos que son completamente oscuros, vórtices visuales como los llamamos, como vórtices de agua que en sí mismos no tienen agua. Cuando el haz interactúa con un objeto plano, y lo que podemos aprender de estos movimientos”, dice el investigador postdoctoral de la Academia Rafael Barros, autor principal del estudio.
La dinámica de los vórtices en campos ópticos ha sido objeto de investigación durante mucho tiempo y, en general, se considera un problema matemático complejo. En su trabajo, los autores investigan cómo se mueven los vórtices de un campo luminoso retorcido cuando se refleja en un objeto. Han demostrado que, aunque cada vórtice visual se mueve de manera compleja, su movimiento colectivo está determinado por las propiedades del objeto de una manera simple y predecible. Los investigadores dijeron que su trabajo inspirará nuevas formas de medir las propiedades de los materiales con ondas estructurales. Traerá un nuevo giro a las tecnologías ópticas.
