Físicos de la Universidad de Maryland han batido recientemente un récord con un experimento láser de casi 50 metros.
El objetivo del grupo era aprender más sobre el “guiado óptico”, una técnica de comunicación láser a larga distancia que consiste en guiar la luz a través de la atmósfera.
Sabían que funcionaba en distancias inferiores a un metro gracias a un estudio de 2014, pero no pudieron ampliar su alcance porque su laboratorio era demasiado pequeño y el láser extremadamente potente que emplearon no podía transportarse con facilidad.
¿Su respuesta? Para lanzar el láser al pasillo de 50 metros de largo, perforar un agujero en la pared. Los investigadores documentaron cómo batieron un récord guiando la luz por guías de ondas de aire de 45 metros de longitud en un artículo que fue aceptado para su publicación en la revista Physical Review X. También hablaron de la física que subyace a su técnica.
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Según el equipo de la UMD, un haz de luz -ya sea de un láser o de una linterna- se expande constantemente a medida que se desplaza en ausencia de cables de fibra óptica o guías de ondas. La intensidad de un haz puede disminuir hasta niveles inútiles si se deja que se expanda sin control. Para reproducir un láser de ciencia ficción o detectar los niveles de contaminación atmosférica mediante un láser que los llene de energía y capte la luz liberada, es necesario que el haz de luz sea eficaz y esté bien enfocado.
“El profesor Howard Milchberg, físico de la Universidad de Maryland”, afirma: “Los retos eran considerables. ‘La enorme ampliación a 50 metros nos obligó a reconsiderar la física fundamental de la generación de guías de ondas de aire, y querer enviar un láser de alta potencia por un pasillo público de 50 metros de largo desencadena naturalmente importantes problemas de seguridad’. Afortunadamente, el Departamento de Física y la Oficina de Seguridad Medioambiental de Maryland nos brindaron una enorme colaboración”.
Una investigación imprudente
El láser es lo bastante potente, según los investigadores, para quemar la piel y el papel. El equipo trabajó de noche para apagar el pasillo con el menor trastorno posible para sus compañeros de casa.
La potencia que podían dar a un objetivo al final del pasillo aumentó gracias a su demostración de cómo la tecnología podía alargar la guía de ondas de aire. El estudio descubrió que, al final del recorrido del láser, la guía de ondas había retenido alrededor del 20% de la luz que, de otro modo, se habría perdido en la zona objetivo. La distancia superaba su récord anterior en un factor de aproximadamente 60.
Tras varias noches de pruebas, los científicos descubrieron que su método de guía de ondas podía retener alrededor del 20% de la luz que normalmente se perdería en el aire. Creen que pueden mejorar la guía realizando más pruebas.
Según Andrew Tartaro, estudiante de doctorado en Física de la Universidad de Maryland que trabajó en el experimento y es autor de la publicación, “nuestros resultados sugieren que el láser podría haberse modificado para una guía de ondas más larga si tuviéramos un pasillo más largo. Pero nuestra guía es precisa para el pasillo que tenemos”.
Los investigadores llegaron a la conclusión de que aún no se han acercado al límite de la técnica teórica, y Milchberg dijo que tienen intención de continuar y ampliar la investigación.
Tenemos la receta para ampliar nuestra guía a un kilómetro y más allá, continuó, basándonos en los nuevos láseres que conseguiremos en breve.