7 datos sobre la luz

Categoría/s: Ciencia, Física, Tecnología

El 16 de mayo se celebró el Día Internacional de la Luz, una iniciativa mundial patrocinada por la UNESCO para celebrar el papel que juega la luz en la innovación científica, la cultura y el arte. Este día es especial en la historia porque marca la primera operación exitosa del láser en 1960 por Theodore Maiman. En el siglo pasado, aprendimos formas de manipular la luz mucho más allá de cualquier cosa anterior.

La luz puede moverse súper rápido, súper lento y nada

La velocidad de la luz en el vacío es de 299.792.458 m/s (~300.000 km/s). Sin embargo, cuando se inyecta luz en una forma extraña de materia llamada Condensado de Bose-Einstein (BEC), puede viajar tan lento como 25 km/h. Los condensados ​​de Bose-Einstein son un estado extraño de la materia que consiste en átomos súper fríos con energía casi cero, donde los átomos se comportan en un estado cuántico. Para ralentizar la luz, los fotones que viajan chocan con los átomos en el BEC para formar una partícula híbrida llamada polaritón, que se mueve más lentamente que un fotón.

Al igual que los condensados ​​de Bose-Einstein se pueden usar para ralentizar la luz, también se pueden usar para almacenarla temporalmente. En el mismo experimento, un equipo de científicos almacenó la luz durante 1,5 segundos, antes de volver a activar el pulso. Este descubrimiento podría llevar a desarrollos en la transmisión de información cuántica.

Podemos usar la luz para pesar las estrellas

Cuando la luz se acerca demasiado a una estrella masiva, la gravedad de la estrella la deforma. Esto significa que, si estuvieras mirando una estrella a través de un telescopio, la posición observada puede ser diferente a su posición real. Este concepto es predicho por la Teoría de la Relatividad de Einstein, porque los objetos masivos como una estrella pueden curvar el espacio-tiempo. En 2017, los científicos utilizaron este concepto para estudiar la luz emitida por una estrella enana blanca cercana. Al medir los cambios en la posición aparente frente a la real de la estrella (según la luz que emite), los investigadores pudieron estimar la masa requerida para causar ese cambio. Este método ha demostrado ser mucho más preciso que los cálculos de masa anteriores.

Los láseres pueden detectar la malaria

La malaria es una enfermedad de acción rápida que puede matar a los pacientes en cuestión de horas, pero los métodos de diagnóstico actuales pueden tomar la misma cantidad de tiempo. Los láseres pueden ayudar a proporcionar un diagnóstico rápido. Cuando un parásito causante de malaria infecta a una persona altera los glóbulos rojos, cambiando visualmente la estructura de las células. Con esto en mente, un equipo de científicos creó un dispositivo que puede identificar microscópicamente la malaria. Al analizar el patrón que crea un láser al interactuar con los glóbulos rojos, los profesionales médicos pueden diagnosticar la infección en 30 minutos, con un 85% de precisión.

Podemos usar la luz como pinzas

Es posible que hayas oído hablar de esto porque sus pioneros ganaron el Premio Nobel de Física por su desarrollo en 2018. Las pinzas ópticas funcionan utilizando un rayo láser para atrapar y aislar un objeto. Debido a que la luz transporta un impulso proporcional a su energía y dirección de viaje, el movimiento del láser puede alterar su impulso, dando como resultado una fuerza que actúa sobre el objeto atrapado entre el láser. Los científicos han usado pinzas ópticas para manipular objetos increíblemente pequeños, como desenrollar pequeñas hebras de ADN bajo un microscopio, lo que les permite estudiar cómo los cromosomas leen la información genética.

Las burbujas pueden convertir el sonido en luz

Cuando se crean ondas de sonido ultrasónicas en un charco de agua, se crean pequeñas burbujas de aire, que emiten una pequeña ráfaga de luz. El concepto de sonoluminiscencia se descubrió por primera vez en 1934, pero los investigadores aún no están seguros de cómo funciona exactamente. Aquí está la hipótesis principal: las ondas de sonido de alta intensidad causan oscilación en las burbujas, que se expanden y luego se estrellan con la energía intensa de la onda sonora. Los investigadores se preguntan si este efecto se puede utilizar para ayudar a los reactores a alcanzar la fusión termonuclear.

Los láseres pueden enfriar las cosas

Además de calentar los átomos, los láseres también se utilizan para enfriarlos a temperaturas increíblemente bajas. Cuando un láser golpea un átomo que viaja en la dirección opuesta, disminuye su velocidad y, por lo tanto, enfría el átomo. Un método desarrollado en 1985 llamado «enfriamiento Doppler» enfría los átomos disparando un láser a una frecuencia ligeramente más baja que el átomo objetivo, lo que reduce las velocidades para muchos átomos. Este método de enfriamiento se usa generalmente para experimentos con Condensados ​​de Bose-Einstein.

Podemos hacer láseres con el aire

Los láseres difieren de la luz normal en que emiten ondas de la misma frecuencia y pueden concentrarse en áreas pequeñas. Sabemos que los láseres normales generan luz al pasar una corriente a través de lentes o cristales, que luego emiten fotones. En un estudio reciente, los investigadores descubrieron que podían hacer que el aire se comportara como un láser. Al disparar un pulso de luz infrarroja a los compuestos de nitrógeno y oxígeno, y al golpear a los átomos rotos con una luz UV, los átomos en sí emitirán luz como un láser. El trabajo futuro podría ayudar a estos láseres a cubrir distancias más largas, y quizás a trabajar en el espacio exterior.

Los láseres han arrojado luz sobre muchos fenómenos en nuestras vidas. Encendiendo la curiosidad por más de 50 años, los láseres han destacado las formas en que interactuamos en el mundo a una escala que no se observa a simple vista. La recopilación de datos a velocidades increíblemente rápidas también ha sido un producto del avance del láser.

 

Fuente: Physics Central

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