La luz de un arco iris atrapada en el aire entre dos películas de oro nanométricas

Por Francisco R. Villatoro, el 25 noviembre, 2009. Categoría(s): Ciencia • Física • Nanotecnología • Óptica • Physics • Science ✎ 7

Los metamateriales tienen propiedades ópticas asombrosas, como ralentizar la luz hasta pararla. Se ha logrado por primera vez atrapar la luz de un arco iris en el rango de frecuencias visible, de 457 a 633 nm. El nuevo dispositivo fabricado por físicos de las Universidades de Towson y Purdue, EEUU, consta de una lente convexa de cristal de 4,5 mm. de diámetro con una de sus caras recubierta por una película de oro de 30 nm. de grosor. Esta cara está apoyada en un cristal plano recubierto de otra película de oro de 70 nm. de grosor. La luz es almacenada en la capa de aire que queda en medio. En el experimento se ha utilizado la luz de un láser de argón multifrecuencia (que opera a 457 nm, 465 nm, 476 nm, 488 nm, y 514 nm) y un láser de He-Ne que opera a 633-nm. La figura que acompaña esta imagen ha sido obtenida con un microscopio óptico. La capa de aire se comporta como una guía de ondas multimodo. En la figura los anillos coloreados representan las posiciones donde la velocidad de grupo de los modos se hace cero. En estos lugares se almacena la luz completamente parada. La posición donde se para la luz depende de su color, con lo que las diferentes frecuencias se paran en lugares diferentes. De esta forma se logra parar la luz de un arcoiris y atraparlo en el dispositivo. Para los interesados en más detalles, el artículo técnico es V.N. Smolyaninova, I.I. Smolyaninov, A.V. Kildishev, V. M. Shalaev, “Experimental Observation of the Trapped Rainbow,” ArXiv, 23 Nov. 2009.



7 Comentarios

    1. Toranks. Hemos de confiar en lo que afirman los investigadores (han publicado trabajos previos en Physical Review Letters, lo que garantiza en parte su seriedad y la veracidad de sus afirmaciones). Al mirar por el microscopio si la luz fuera muy lenta pero no estuviera parada en seco se verían las bandas de los anillos moverse. Yo no he visto más que tú, la foto del artículo.

      La teoría afirma que las bandas mostradas en la imagen del microscopio ópticoc convencional corresponden a los puntos donde la velocidad de grupo es exactamente cero y por tanto creo que la foto se ha obtenido sin utilizar ninguna cámara de alta velocidad o similar.

  1. El empleo del término “arco iris” me parece abusivo por parte de los autores y lo único que lleva es a la desorientación del lector. Lo que ocurre es que la luz de diferentes longitudes de onda se “para” en diferentes localizaciones, punto. La única conexión con un arco iris es que éste es el resultado de la separación por longitudes de onda de la luz visible y aquí se han separado las longitudes visibles de un láser. Lo siguiente será el anuncio de luces de árboles de Navidad diciendo que se ha atrapado la luz de un arco iris, lo que está muy bien para El Corte Inglés pero menos bien para investigadores; por muy tentador que sea hacer titulares como New Scientist.

    Por cierto, Francis, ¿participas en el I Carnaval de la Física? No te he reconocido en la lista de correo. Info: http://gravedad-cero.org/2009/11/20/el-caranval-de-la-fisica-en-los-medios-de-comunicacion/

    Un cordial saludo.

    1. César, sí, participaré en el Carnaval (le envié un correo a Carlo indicándoselo hace un par de días, no me ha contestado, supongo que recibirá muchos). ¿Sabes si hay algún listado publicado con los participantes? Mi entrada ya está escrita y programada, se titula “Gravedad Cero: Newton, Gauss, Birkhoff y Milgrom” (el título se lo envié a Carlo antes de escribirla, con lo que no he querido cambiarlo tras escribirla). Empieza muy divulgativa y luego se complica un poco.

      Tienes razón, los autores abusan del término “arco iris” y yo aprovecho su abuso en el titular de la entrada. Lo interesante sería ver cómo se comporta luz blanca (por ejemplo, luz supercontinua en el visible utilizando un láser y un cristal apropiado) en su dispositivo. Lo mismo hasta se observa un espectacular arcoiris. Habrá que estar al tanto de sus progresos experimentales. Algunos de los autores son popes en metamateriales ópticos. Por ejemplo, 3 de los artículos de Vladimir Shalaev (el último autor) están entre los 5 artículos más citados de los últimos 5 años en la categoría de óptica del ISI WOS (hay más de 15000 artículos al año en dicha categoría).

      En mi opinión, los autores enviarán este artículo a Physical Review Letters y es posible que hasta se lo publiquen, con lo que habrá titulares por doquier con “el arco iris atrapado.”

      1. En http://carnavaldelafisica.ning.com estamos unos cuantos. La lista es mayor, somos unos 60 entre España, Italia, Suiza y Estados Unidos. Como ayer el Carnaval salió en El País, Público y otros medios generalistas es posible que seamos más al final.

        ¿No has recibido nada de Carlo? ¡Qué extraño! ¿El e-mail de anoche tampoco? En ese e-mail están los correos de los españoles, como no sé el tuyo no sé si será alguno de los que no conozco. Yo reenviaría tu correo con copia a Roi:

        ferri [arroba] ieec [punto] uab [punto] es
        roi [punto] oliva [arroba] gmail [punto] com

        Más saludos cordiales.

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