Atrapar la luz consiste en propagar un pulso de luz en un medio tal que su velocidad de grupo se reduzca a cero. Atrapar un arco iris requiere atrapar luz con un ancho de banda entre 500 y 700 nm. No es fácil lograrlo, pero tampoco imposible. En este blog ya hablamos de ello en «La luz de un arco iris atrapada en el aire entre dos películas de oro nanométricas,» 25 Noviembre 2009. Se acaba de publicar un nuevo experimento que también lo ha logrado, Qiaoqiang Gan et al., «Experimental verification of the «rainbow» trapping effect in plasmonic graded gratings,» ArXiv, 22 Mar 2010.

¿Atrapar la luz? Sí, es fácil. El índice de refracción de un material afecta directamente a la velocidad de fase v_p=c/n(w), donde c es la velocidad de la luz en el vacío y n(w) es (la parte real de) el índice de refracción (la parte imaginaria corresponde a la absorción). Un pulso de luz se propaga a la velocidad de grupo v_g=c/n_g(w), donde n_g(w) = n(w) + w dn(w)/dw. La velocidad de grupo puede ser mucho menor que la velocidad de fase si la derivada del índice de refracción es positiva y grande. La velocidad de grupo puede ser nula (luz atrapada) o incluso negativa si la derivada del índice de refracción es negativa y suficientemente grande. El problema es que la absorción suele ser alta y que el ancho de banda donde se observa el efecto es estrecho. Sin embargo, ambos problemas se pueden resolver utilizando medios no lineales. Los que quieran saber más sobre este tema pueden recurrir al artículo de Daniel J. Gauthier, Alexander L. Gaeta, Robert W. Boyd, «Slow Light: From Basics to Future Prospects,» Photonics Spectra, Mach 2006.