Nuevo enfoque para la detección de objetos remotos con 'luz retorcida'

   MADRID, 8 Abr. (EUROPA PRESS) -

   Las fluctuaciones de la 'luz retorcida' podrían explotarse para la detección de agujeros negros en rotación a la detección de objetos por LIDAR, la luz equivalente de radar.

   En un artículo, publicado en 'Science Advances', los investigadores de la Universidad de Rochester demuestran que para la luz de una fuente como el sol, fluctuaciones aleatorias de intensidad dan lugar a correlaciones de haces de luz retorcidas. Mostraron la presencia de estas correlaciones mediante la modificación de un experimento ya clásico de interferometría llamado Hanbury Brown-Twiss (HBT) para centrarse en la información angular contenida en la luz, el "giro" en la luz.

   El equipo, del grupo de Robert W. Boyd del Instituto de Óptica de Rochester, sugiere que estas correlaciones podrían permitir emplear la luz solar (o un tipo similar de la luz) para algunas aplicaciones de detección y reconocimiento de objetos remotos que hasta ahora se pensaba que requerían láseres y fotones entrelazados.

   El nuevo método también podría ofrecer una manera de estudiar fenómenos astrofísicos en los que la luz retorcida tiene una clave. Por ejemplo, se ha sugerido que los agujeros negros en rotación podrían imprimir una huella en particular a la luz retorcida, una que podría buscarse con esta nueva prueba HBT angular.

   "La luz retorcida está por todas partes y se produce de forma natural --apunta Omar S. Magaña-Loaiza, primer autor del estudio y estudiante en el equipo de Boyd--. Y cuanto más aleatoria es la luz, más fuerte es la correlación de los haces retorcidos que forman la luz. Usando la interferometría HBT hemos podido dar a conocer estas correlaciones, abriendo la puerta a muchas aplicaciones interesantes".

   En 1956, Robert Hanbury Brown y Richard P. Twiss publicaron un revolucionario artículo de física óptica describiendo una nueva forma de interferencia. El interferómetro estelar Hanbury Brown y Twiss recogió luz producida por dos fuentes independientes sobre una estrella y luego detectó la luz en dos lugares diferentes de la Tierra.

   Esto no sólo les dio una estimación del tamaño de la estrella Sirius con gran precisión, sino que el experimento HBT también dio inicio a muchas discusiones en el campo, ya que parecía que las teorías clásicas y cuánticas de la luz ofrecen diferentes predicciones.

PERMITE TRABAJAR CON MAYORES NIVELES DE LUZ

   El experimento de Rochester emplea una configuración similar, pero se centra en la luz retorcida, que se trata de una luz que se retuerce a medida que se propaga, generando una especie de forma de sacacorchos. Se puede torcer más o menos estrechamente, según se describe por su momento angular orbital.

   Muchos de los experimentos que involucran la luz retorcida se realizan con rayos láser --fuentes coherentes de luz-- y, a menudo se basan en el uso de fotones entrelazados. Pero el nuevo experimento demuestra que, para muchas aplicaciones, la luz de una estrella o de otras fuentes comunes podría funcionar igual de bien que una fuente de luz retrocida.

   "La generación de fotones entrelazados es siempre una tarea complicada --resalta Magaña-Loaiza--. Una de las ventajas de utilizar vigas retorcidas de luz al azar es que el proceso de generación es más fácil y casi natural. Otra ventaja es que se pueden emplear detectores estándar en lugar de detectores de fotones individuales. Esto es importante porque los científicos no se verían limitados a trabajar en niveles de poca luz, abriendo la puerta a algunas aplicaciones de la vida real. Por lo general, el uso de fotones entrelazados obliga a los científicos a trabajar en la oscuridad, de lo contrario, el ruido afecta gravemente a los experimentos".

   Pero Magaña-Loaiza tiene claro que las correlaciones en la luz retorcida no ofrecen una alternativa para muchas otras aplicaciones que requieren fotones entrelazados. Este experto añade que los "fotones entrelazados ofrecen otros atributos que los campos aleatorios de luz no proporcionan, por ejemplo, correlaciones perfectas y no-localización, ambos efectos cuánticos".