Descubrimiento: Es posible desacelerar la velocidad de fotones de luz al vacío

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El experimento ha demostrado que es posible alterar la velocidad de partículas de luz o fotones al vacío.
El experimento ha demostrado que es posible alterar la velocidad de partículas de luz o fotones al vacío. Crédito: Univ. de Glasgow y Heriot-Watt

Cortesía: MysteryScience.net

Sin duda, un gran descubrimiento. Científicos de la Universidad de Glasgow y de la Univeridad de Heriott-Watt han logrado desacelerar la velocidad de una partícula de luz.

Desde siempre se ha sabido que la velocidad de la luz puede disminuirse al ser transmitida por materiales como el vidrio o sustancias como el agua, pero hasta ahora se creía imposible alterar velocidad de transmisión de las partículas de luz o fotones al vacío y sin tener interacción con objetos o material alguno.

Un estudio publicado por Science Express, el día Viernes 23 de enero (2015), da a conocer como investigadores de la Universidad de Glasgow y la Universidad Heriot-Watt han conseguido “frenar” los fotones en el espacio libre por primera vez. Ellos demostraron que mediante la aplicación de una máscara a un haz óptico brindan a los fotones una estructura espacial que puede reducir su velocidad.

Los científicos tuvieron pasar dos fotones en simultáneo a través del vacío. Uno de los fotones fue dirigido hacia un dispositivo designado para cambiar su estructura (máscara) y el otro quedó inalterable. Lo conseguido fue sorprendente: La partícula disparada hacia el dispositivo cambió su forma y se desaceleró.

El experimento se asemeja a una carrera de fotones, liberados simuláneamente a través de distancias idénticas hacia una meta definida.

El equipo ha comparado un haz de luz, que contiene muchos fotones, a un equipo de ciclistas que comparten el trabajo, tomando turnos para realizar ciclos. Aunque el grupo viaja a lo largo de la carretera como una unidad, la velocidad de los ciclistas individuales puede variar, ya que intercambian su posición.

La formación de grupo puede hacer que sea difícil definir una sola velocidad para todos los ciclistas, y lo mismo se aplica a la luz. Un único pulso de luz contiene muchos fotones, y los científicos saben que los pulsos de luz se caracterizan por un número de diferentes velocidades.

Los investigadores encontraron que un fotón alcanzo la meta según lo previsto, pero el otro fotón estructurado y que había sido reformado por la máscara llegó más tarde, lo que significa que se desplazó más lentamente en el espacio libre. Sobre una distancia de un metro, el equipo midió una disminución de hasta 20 longitudes de onda, muchas veces mayor que la precisión de medición.

El experimento ha demostrado que después de pasar un haz de luz a través de una máscara, los fotones se mueven más lentamente a través del espacio. Esto es diferente al efecto de ralentización de la luz que pasa a través de un medio tal como el vidrio o el agua, donde la luz sólo se ralentiza durante el tiempo que está pasando a través del material – se vuelve a la velocidad normal de la luz después de que atraviesa dicho material. El efecto creado al pasar un haz de luz a través de una máscara es limitar la velocidad máxima a la que los fotones pueden viajar.

La investigación fue dirigida por el profesor Miles Padgett junto a físicos teóricos dirigidos por Stephen Barnett, y en asociación con Daniele Faccio de la Universidad Heriot-Watt.

El Profesor Padgett ha añadido: “Puede parecer sorprendente que la luz pueda viajar más lentamente, pero el efecto tiene una sólida base teórica y estamos seguros de que nuestras observaciones son correctas. Estos resultados nos dan una nueva forma de pensar acerca de las propiedades de la luz, y estamos dispuestos a seguir explorando el potencial de este descubrimiento en futuras aplicaciones. Esperamos que el efecto sea aplicable a cualquiera teoría de las ondas, por lo que una desaceleración similar bien se podría crear en las ondas de sonido, por ejemplo”.

 

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