Los físicos crean ondas ópticas invertidas en el tiempo

Los investigadores de óptica de la Universidad de Queensland y Nokia Bell Labs en los Estados Unidos han desarrollado una nueva técnica para demostrar la inversión temporal de las ondas ópticas, que podría transformar los campos de las telecomunicaciones y las imágenes biomédicas avanzadas.

La inversión temporal de ondas en física no significa viajar al futuro; describe un tipo especial de onda que puede trazar un camino hacia atrás a través de un objeto, como si estuviera viendo una película de ondas viajeras, reproducida al revés.

El Dr. Mickael Mounaix y el Dr. Joel Carpenter de la UQ, así como el equipo del Dr. Nick Fontaine en Nokia Bell Labs, son los primeros en demostrar esta vez la inversión de ondas ópticas, utilizando un nuevo dispositivo que ellos han desarrollado que permite un control 3D total de la luz. a través de una fibra óptica.

“Imagínese lanzar un pulso corto de luz desde un pequeño punto a través de un material disperso, como niebla”, dijo el Dr. Mounaix.

«La luz comienza en un lugar del espacio y en un punto único con el tiempo, pero se dispersa a medida que se mueve a través de la niebla y llega al otro lado en muchos lugares diferentes en muchos momentos diferentes.

“Encontramos una manera de medir con precisión dónde entra toda esta luz dispersa y a qué hora, luego creamos una versión ‘al revés’ de esa luz y la enviamos de regreso a través de la niebla.

«Esta nueva onda de luz invertida en el tiempo recorrerá el proceso de difusión original como ver una película al revés, llegando finalmente a la fuente tal como comenzó: una posición en cualquier momento».

El Dr. Carpenter dijo que la versión trasera del haz de luz, conocida como onda de tiempo invertido, era un objeto 3D de apariencia aleatoria, como una pequeña nube de luz.

“Para crear esta nube de luz, debe tomar una bola de luz inicial que vuele a través del sistema y luego esculpirla en la estructura 3D que desee”, dijo el Dr. Carpenter.

«Este tallado tiene que realizarse en escalas de tiempo de una billonésima de segundo, por lo que es demasiado rápido para tallar usando partes móviles o señales eléctricas; piense en ello como disparar una bola de arcilla a lo grande. la velocidad a través de un dispositivo estático sin partes móviles, que corta la bala, desvía las partes y luego recombina las partes para producir una escultura de salida, tal como la arcilla pasa sin disminuir la velocidad.

El Dr. Fontaine dijo que no había ningún dispositivo capaz de controlar y dar forma por completo a un haz de luz 3D antes de que el equipo desarrollara la técnica.

“Controlar la dispersión de la luz con la mayor precisión posible es muy importante para muchas aplicaciones, desde la captura de imágenes hasta la captura de objetos con ligero, a la creación de rayos láser muy intensos ”, dijo el Dr. Fontaine.

Con este nuevo dispositivo, los investigadores podrán realizar experimentos que antes eran imposibles, probando conceptos teóricos en muchos campos.

Esta investigación fue publicada en Comunicaciones de la naturaleza.