Esta vez se trata de un artículo de la revista New Scientist, que habla sobre el reciente (el artículo es del 21 de Diciembre de este año) descubrimiento de pulsos de luz de un único ciclo (es decir, que sólo contiene una longitud de onda). Lo he traducido para aquellos que, o bien tienen dificultades, o bien sienten pereza cuando se encuentran con un artículo en inglés.
Para los que lo prefieran en la lengua original, al final del artículo os facilito la dirección.
Ondas lumínicas de un solo ciclo brotan de un láser de fibra
Una de las metas que tanto tiempo había escapado de los físicos ha sido alcanzada: producir un pulso de luz tan corto que tan sólo contiene una oscilación de onda.
Los flashes son casi tan cortos como un pulso de luz puede ser, según las leyes de la física. “Estos nuevos pulsos “super-cortos” podrían ser usados como “fogonazos” para captar acontecimientos muy pequeños y rápidos, tales como la interacción entre un fotón y un electrón”, dice Alfred Leitenstorfer de la Universidad de Constanza en Alemania. “Un pulso de un solo ciclo
contiene energía más densa que un pulso con más picos y vientres”.Asimismo, podrían mostrar el camino de acelerar la transmisión de información a través de los cables de fibra óptica, sin más que disminuir la mínima cantidad de luz necesaria para transformarla en lenguaje digital binario: 1 o 0.
El grupo de Leitenstorfer dejó a un lado los láseres cristalinos típicamente usados por los físicos para encontrar estos pulsos de luz super-cortos, decidiendo usar láseres de fibra óptica y longitudes de onda como las que se pueden encontrar en telecomunicaciones.
Un hito tecnológico
“La generación de pulsos de un único ciclo gracias a sistemas compuestos esencialmente por fibra marca claramente un hito en la tecnología óptica”, dice Martin Fermann, de la empresa de láseres Imra America, y que no estuvo involucrado en el trabajo. Espera que “el régimen de un único ciclo se convertirá en un nuevo modelo” con aplicaciones en un procesado más avanzado de la imagen, la señal o la sensibilidad.
El principio de incertidumbre formulado por el físico Werner Heisenberg pone un límite en la duración mínima que un pulso de luz puede tener, sea cual sea la longitud de onda, es decir, en términos de tiempo o de número de ciclos. El grupo de investigadores sabía que en el espectro infrarrojo de frecuencias que estaban usando, el principio de incertidumbre indicaba que tenían que disminuir el pulso a ínfimos femtosegundos (centésimas de millonésimas de segundo).
Los investigadores de Constanza empezaron con pulsos desde una única fibra laser y la separaron en dos conjuntos de fibras que contenían átomos del raro metal terrestre erbio para amplificar las ondas. Cada fibra tenía entonces una segunda etapa que alteraba la longitud de onda de la luz, en una reduciéndola aproximadamente un 40 %, y en la otra haciéndolo una cantidad similar. Las dos fibras convergían de nuevo, causando que los dos rayos de luz interfirieran entre sí de forma que cancelaron la mayoría de las ondas para dejar un único ciclo de onda que duró tan sólo 4,3 femtosegundos.
El grupo de Leitenstorfer dejó a un lado los láseres cristalinos típicamente usados por los físicos para encontrar estos pulsos de luz super-cortos, decidiendo usar láseres de fibra óptica y longitudes de onda como las que se pueden encontrar en telecomunicaciones.
Un hito tecnológico
“La generación de pulsos de un único ciclo gracias a sistemas compuestos esencialmente por fibra marca claramente un hito en la tecnología óptica”, dice Martin Fermann, de la empresa de láseres Imra America, y que no estuvo involucrado en el trabajo. Espera que “el régimen de un único ciclo se convertirá en un nuevo modelo” con aplicaciones en un procesado más avanzado de la imagen, la señal o la sensibilidad.
El principio de incertidumbre formulado por el físico Werner Heisenberg pone un límite en la duración mínima que un pulso de luz puede tener, sea cual sea la longitud de onda, es decir, en términos de tiempo o de número de ciclos. El grupo de investigadores sabía que en el espectro infrarrojo de frecuencias que estaban usando, el principio de incertidumbre indicaba que tenían que disminuir el pulso a ínfimos femtosegundos (centésimas de millonésimas de segundo).
Los investigadores de Constanza empezaron con pulsos desde una única fibra laser y la separaron en dos conjuntos de fibras que contenían átomos del raro metal terrestre erbio para amplificar las ondas. Cada fibra tenía entonces una segunda etapa que alteraba la longitud de onda de la luz, en una reduciéndola aproximadamente un 40 %, y en la otra haciéndolo una cantidad similar. Las dos fibras convergían de nuevo, causando que los dos rayos de luz interfirieran entre sí de forma que cancelaron la mayoría de las ondas para dejar un único ciclo de onda que duró tan sólo 4,3 femtosegundos.
"El mayor desafío
fue medir el pulso"
Algunos pulsos que son incluso más cortos (de 3,9 femtosegundos), habían sido realizados con anterioridad usando longitudes de onda que eran aproximadamente la mitad que las anteriores. Pero la relación entre la longitud de onda y la frecuencia nos indica que no eran fracciones puras de luz, sino que contenían entre 2 y 1.3 ciclos.
La fibra fue la clave
La clave del éxito, afirma Leitenstorer, fue usar una única fuente para generar los dos pulsos de luz que, combinados, producen el pulso corto. “Gracias al uso de una tecnología únicamente de fibra pudimos recombinar esas dos partes”, le comenta a New Scientist. “El mayor desafió en todo este asunto fue medir el pulso”. Para ello, una serie de pulsos cortos fue comparada con cada una de las otras para verificar que, efectivamente, tan sólo estaban constituidas por un ciclo.
Mejores refinamientos del experimento deberían ser posibles. “Hicimos estos experimentos en tres semanas” dice Leitenstorfer. Su grupo afirma que pueden eliminar la radiación de fondo (en el artículo lo llaman acertadamente ruido de fondo, es simplemente para un mejor entendimiento) para crear ciclos únicos que aparezcan más estables y claros.
Fuente: New Scientist
