Logran doblar la luz solo con aire

Por primera vez en la historia, científicos han conseguido desviar láseres únicamente empleando el aire.

Un equipo de investigadores en un esfuerzo colaborativo de varios institutos de Alemania ha conseguido desviar rayos de luz láser utilizando un sistema de rejilla invisible hecho exclusivamente de aire.

La capacidad de cambiar de trayectoria los láseres abre posibilidades inimaginables para nuestra tecnología.

Hoy en día, los rayos láser extremadamente potentes son herramientas vitales en la investigación científica.

Ya sea aquellos que buscan replicar la fusión nuclear aquí en la Tierra o usando aceleradores de partículas para encontrar nuevos componentes del átomo.

Usar láseres de alta intensidad se ha vuelto algo muy común en la ciencia.

El sistema óptico se crea mediante ultrasonido y el láser no lo daña (después de todo, es solo aire) y no reduce la calidad del haz.

Hasta ahora, nunca habían podido hacerlo en condiciones de la vida real.

En el trabajo participaron investigadores de la Universidad Técnica de Darmstadt, la Universidad de Ciencias Aplicadas de Aalen, la Universidad de Hamburgo, Inoson GmbH en St. Ingbert, el Instituto Helmholtz de Jena y DESY.

Se trata de un método muy novedoso con una rejilla invisible hecha únicamente de aire que no sólo es inmune a los daños causados por la luz láser, sino que también preserva la calidad original del rayo.

La innovadora técnica utiliza ondas sonoras para modular el aire en la región por donde pasa el rayo láser.

“Hemos generado una rejilla óptica con la ayuda de ondas de densidad acústica”, explica Yannick Schrödel, estudiante en DESY y en el Instituto Helmholtz de Jena y coautor del trabajo.

Los científicos ya han solicitado una patente para esta nueva técnica que consiste en utilizar un altavoz especial para crear un patrón de aire de diferentes densidades.

Para el experimento, utilizaron una onda sonora de 140 decibelios (como estar cerca de un motor a reacción), pero en el rango de ultrasonido, inaudible para nosotros los humanos.

“En este rango de potencia, las propiedades de los materiales de espejos, lentes y prismas limitan significativamente su uso y, en la práctica, estos elementos ópticos se dañan fácilmente con fuertes rayos láser“, añadió el líder del proyecto, Christoph Heyl.

“Además, la calidad del rayo láser se ve afectada. Por el contrario, hemos logrado desviar los rayos láser de forma que se mantenga la calidad y sin contacto”.

Los altavoces permitieron la creación de una rejilla rayada utilizando áreas de aire densas y escasas.

Así como las diferencias en la densidad del aire provocan una desviación diferencial de la luz en la atmósfera terrestre, la diferencia de densidad en la rejilla podría usarse para doblar los rayos láser.

“La desviación de la luz mediante una rejilla de difracción permite un control mucho más preciso de la luz láser en comparación con la desviación en la atmósfera terrestre”, afirmó Schrödel.

“Las propiedades de la rejilla óptica están influenciadas por la frecuencia y la intensidad, es decir, el volumen, de las ondas sonoras”.

En sus experimentos iniciales, el equipo trabajó con un láser con una potencia máxima de 20 gigavatios, similar a la potencia emitida por dos mil millones de bombillas LED.

“El potencial del control de la luz sin contacto y su extensión a otras aplicaciones actualmente es sólo imaginable“, explica Heyl.

“La óptica moderna se basa casi exclusivamente en la interacción de la luz con la materia sólida. Nuestro enfoque abre una dirección completamente nueva”, añade el experto.

Fuente: Nature photonics