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| El miembro del proyecto Romain Tirole ajusta el equipo utilizado en el estudio del Imperial College London. Crédito: Thomas Angus, Imperial College de Londres |
La configuración original de doble rendija requería hacer pasar la luz a través de dos finas rendijas paralelas en una pantalla opaca. Detrás de la pantalla se situaba un detector de la luz que la atravesaba.
La luz se separa en dos ondas que pasan por cada una de las rendijas para desplazarse como una onda. Estas ondas "interfieren" entre sí cuando vuelven a cruzarse en el lado opuesto. Los picos de la onda se refuerzan mutuamente donde se encuentran, mientras que los picos y los valles se anulan entre sí. Como resultado, el detector desarrolla un patrón rayado con zonas de mayor y menor luminosidad.
En la versión clásica del experimento, la luz que sale de las rendijas físicas cambia de dirección, por lo que el patrón de interferencia se escribe en el perfil angular de la luz.
En cambio, las rendijas temporales del nuevo experimento cambian la frecuencia de la luz, lo que altera su color. Esto creaba colores de luz que interferían entre sí, realzando y anulando colores específicos para producir un patrón de tipo interferencia.
Ahora, un equipo dirigido por físicos del Imperial College de Londres ha realizado el experimento utilizando "rendijas" en el tiempo en lugar de en el espacio. Han recreado el famoso experimento de la doble rendija, que demostró que la luz se comporta como partículas y como una onda en el tiempo y no en el espacio. Para ello, hicieron pasar la luz a través de un material que cambia sus propiedades en femtosegundos (cuatrillonésimas de segundo) y sólo permite el paso de la luz en momentos concretos y en rápida sucesión.
El investigador principal, el profesor Riccardo Sapienza, del Departamento de Física del Imperial, declaró: "Nuestro experimento revela más cosas sobre la naturaleza fundamental de la luz al tiempo que sirve de trampolín para crear los materiales definitivos capaces de controlar minuciosamente la luz tanto en el espacio como en el tiempo".
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| Una ilustración de un experimento de doble rendija. Crédito: Russell Kightley/Biblioteca de fotografías científicas |
El equipo eligió como sustancia de trabajo la fina película de óxido de indio y estaño que se utiliza en la mayoría de las pantallas de los teléfonos móviles. Los láseres modificaron la reflectancia del material en rápidas escalas de tiempo, dando lugar a las "rendijas" para la luz. El material cambió su reflectividad en cuestión de femtosegundos, mucho más rápido de lo que el equipo había previsto.
La sustancia es un metamaterial, lo que significa que se creó para que tuviera cualidades únicas. Una de las promesas de los metamateriales es un control tan preciso de la luz que, combinado con el control espacial, podría dar lugar a nuevas tecnologías e incluso análogos para investigar fenómenos de física básica como los agujeros negros.
En palabras del profesor Sir John Pendry, coautor del estudio: "El experimento de las dobles rendijas temporales abre la puerta a una espectroscopia totalmente nueva capaz de resolver la estructura temporal de un pulso de luz en la escala de un periodo de la radiación".
A continuación, el equipo quiere explorar el fenómeno en un "cristal temporal", análogo a un cristal atómico pero cuyas propiedades ópticas varían con el tiempo.
En palabras del profesor Stefan Maier, coautor del estudio: "El concepto de los cristales de tiempo tiene el potencial de conducir a interruptores ópticos ultrarrápidos y paralelizados".
Fuentes, créditos y referencias: