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A escalas subatómicas la luz puede formar remolinos y vórtices.

Vivimos bombardeados de luz, y que bien que así sea, porque gracias a ella es posible desde la fotosíntesis de las plantas hasta el dispositivo en el que lees este artículo.

Por eso, para los científicos resulta clave aprender cada día más sobre la luz y su comportamiento, sobre todo a nivel subatómico.

Lo que a simple vista parece un rayo de luz, a escala nanométrica revela un particular comportamiento de los fotones, que es como se les llama a las partículas de luz.

Así, con la ayuda de poderosos microscopios, los físicos especializados en óptica han notado que la luz es capaz de formar vórtices y remolinos que atrapan y transportan información.

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Hoy gran parte de nuestra tecnología depende del dominio de la luz.

Incluso pueden formar figuras que parecen un "sacacorcho", como le explica a BBC Mundo Kobus Kuipers, director del Departamento de Nanociencias Cuánticas en la Universidad de Tecnología de Delft, en Países Bajos.

¿En qué consisten estos remolinos y cómo pueden ser útiles para el futuro de la tecnología?

Remolinos y sacacorchos

La luz viaja por el espacio como una onda electromagnética que interactúa con la materia con la que se cruza en el camino, y tambíén con otras ondas de luz.

Una forma de interacción por ejemplo, es cuando la luz de una lámpara ilumina una mesa.

A nivel microscopio ocurre lo mismo, un haz de luz interactúa con las nanoparticulas con las que se topa.

remolinos de luz
L. De Angelis, F. Alpeggiani, L. Kuipers.
Al interactuar con otras partículas, la luz puede comportarse como remolinos.

Cuando esas interacciones ocurren, la luz puede girar alrededor de un punto, formando espirales que en algunos casos pueden parecer remolinos o sacacorchos.

En un reciente experimento, Kuipers y sus colegas notaron que en algunos lugares, la luz también forma círculos perfectos, llamados "puntos C".

¿Y para qué sirve saber esto?

Para investigadores como Kuipers, la meta es tener un mayor contro de la luz como un medio transmisor de información.

Tecnología cuántica.
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La luz juega un rol importante en el desarrollo de la tecnología cuántica.

La luz, a diferencia de dispositivos electrónicos que hoy se utilizan, puede transmitir datos de maner más eficiente, limpia, con menor pérdida de información y sin desperdiciar energía.

La computación cuántica, que ya mostrado su potencial de crear máquinas mucho más poderosas que las que actualmente usamos, se basa en el control preciso de la luz como una de las maneras más eficaces de transportar y procesar datos.

Según explica Kuipers, los remolinos y sacacorchos de luz "permiten transportar información a nivel cuántico de manera más eficiente".

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Los físicos estudian la luz valiéndose de poderosos microscopios.

Otras investigaciones han también han mostrado que los torbellinos de luz tienen la capacidad de aumentar cientos de veces el volumen de información transmitida.

En 2017, por ejemplo, un experimento de la Universidad de Córdoba, en España, logró crear un tipo de vórtice de luz que ofrece utilizades en áreas como la micromecanización, el 'atrapamiento' de átomos, o la iluminación de nanopartículas, según reportó en su momento el Servicio de Información y Noticias Científicas de España.

Esos desarrollos pueden ofrecer avances en áreas como la computación o la medicina.

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Los remolinos de luz pueden ser una manera más eficiente de transportar información.

Atrapar partículas y datos en sacacorchos de luz puede servir para transportarlos sin pérdida de información, explica Kuipers.

Para el investigador, la gran meta es llegar a dominar la luz de la misma manera en la que hoy dominamos la electricidad.

"(Queremos) mantener la luz como luz y ahorrarnos el paso de convertirla en electricidad", dice Kuipers.

El experto reconoce que faltan aún unos 15 o 20 años para que sus estudios sobre los remolinos de luz tengan una aplicación en la vida cotidina, pero asegura que dominarlos nos permitiría tener un internet más eficiente, mejorar el rendimiento de las celdas solares y mejorar los diagnósticos médicos basados en la óptica.


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