Miden por vez primera la desviación de ondas de luz provocada por un efecto cuántico

Miden por vez primera la desviación de ondas de luz provocada por un efecto cuántico

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Una onda luminosa enviada a través del espacio vacío siempre oscila en la misma dirección.

Sin embargo, se pueden usar ciertos materiales para rotar la dirección en la que la luz está oscilando cuando está presente un campo magnético.

A esto se le conoce como efecto magneto-óptico.

Después de muchas especulaciones que abarcaron un largo período de tiempo, una variante de este tipo de efecto ha sido ahora demostrada por primera vez.

El logro es obra del equipo de Andrei Pimenov, de la Universidad Tecnológica de Viena en Austria.

En vez de conmutar la dirección de la onda de luz de forma continua, los materiales especiales llamados “aislantes topológicos” lo hacen en pasos cuánticos en porciones claramente definidas.

La magnitud de estos pasos cuánticos depende solo de parámetros físicos fundamentales, como la constante de estructura fina.

Hay materiales que pueden cambiar la dirección de oscilación de la luz de un modo que, por regla general, depende del grosor que tengan los objetos hechos con el material: cuanto más grande sea la distancia a recorrer por la luz en el material, mayor será el ángulo de rotación.

Sin embargo, esto no es así para los materiales que el equipo de Pimenov ha investigado ahora más de cerca.

Pimenov y sus colegas se han centrado en los materiales conocidos como “aislantes topológicos”, para los cuales el parámetro crucial es la superficie en vez del grosor.

Siendo aislantes en su interior, la electricidad en cambio puede normalmente ser conducida de forma muy efectiva por su superficie.

Incluso cuando se envía radiación a través de uno de ellos, la superficie es lo que marca la diferencia.

Cuando la luz se propaga en este material, la dirección de oscilación del rayo es girada dos veces por la superficie del material, una cuando entra y la otra cuando sale.

Lo que es muy notable aquí es que esta rotación tiene lugar en porciones particulares, en pasos cuánticos, en vez de ser continua.

El intervalo entre estos puntos no está determinado por la geometría ni por las propiedades del material, sino que está definido solo por constantes naturales fundamentales.

Por ejemplo, la especificación se puede hacer con arreglo a la constante de estructura fina, que se emplea para describir la fuerza de la interacción electromagnética.

Esto podría abrir la posibilidad de medir constantes naturales con más precisión que lo que ha sido posible hasta ahora, y podría incluso llevar a que se identifiquen nuevas técnicas de medición.

Fuente: Noticias de la Ciencia

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