Descubierto uno de los secretos más oscuros…de la luz

La idea de que la luz tiene momento lineal o momentum no es nueva, pero la naturaleza exacta de cómo la luz interactúa con la materia, en este aspecto, ha permanecido como un misterio por casi 150 años. El momentum es, básicamente, el producto de la masa de un cuerpopor su velocidad en un instante determinado. Ya en 1619, el astrónomo y matemático alemán Johannes Kepler, sugirió por primera vez que la luz del Sol podría ejercer cierta fuerza en la cola de un cometa, provocando que esta tuviera una dirección opuesta a la de nuestro astro rey. No fue sino hasta 1873, cuando James Clerk Maxwell predijo que esta presión se debía al momentum que residía dentro de los campos electromagnéticos de la luz misma.

Ahora, una nueva investigación liderada por Kenneth Chau, publicada en Nature Communications, puede haber descubierto la clave de uno de los secretos más oscuros de la luz.

“Hasta ahora, no habíamos determinado cómo este impulso se convierte en fuerza o movimiento – explica Chau en un comunicado –. Debido a que la cantidad de impulso transportada por la luz es muy pequeña, no teníamos el equipo lo suficientemente sensible como para resolver esto”.

Para medir estas interacciones extremadamente débiles entre los fotones de luz, el equipo de Chau construyó un espejo especial equipado con sensores acústicos y protección térmica para mantener la interferencia y el ruido de fondo al mínimo. Luego dispararon pulsos de láser en el espejo y utilizaron los sensores de sonido para detectar las ondas elásticas a medida que se movían por la superficie del espejo, algo similar a observar las ondas que se forman en un estanque al lanzar una piedra.

«No podemos medir directamente el momento lineal del fotón, por lo que nuestro enfoque fue detectar su efecto en un espejo “escuchando” las ondas elásticas que lo atraviesan – añade Chau –. Gracias a ello pudimos rastrear las características de esas ondas hasta el momentum que reside en el pulso de luz mismo, lo que abre la puerta para finalmente definir esta característica de la luz”.

El descubrimiento es importante para nuestra comprensión fundamental de la luz, pero Chau también apunta a las aplicaciones prácticas: “Imaginad viajar a estrellas distantes en naves interestelares impulsados por velas solares. O tal vez, aquí en la Tierra, desarrollando pinzas ópticas capaces de ensamblar máquinas microscópicas. Todavía no llegamos, pero este hallazgo es un paso importante y estoy emocionado por saber hasta dónde puede llevarnos”.

Juan Scaliter