Logran que pulsos de láser superen la velocidad de la luz sin violar ninguna ley de la Física

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José Manuel NievesSEGUIRMadrid
Actualizado:28/05/2021 12:12h
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Si hay algo que los científicos tienen absolutamente claro es que la velocidad de la luz es un límite que no se puede superar. Sin embargo, un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California ha conseguido manipular pulsos de luz láser con un plasma, cambiando su longitud de onda y consiguiendo que esos pulsos viajaran a más de 300.000 km por segundo.

Es bien sabido que la velocidad de la luz no es necesariamente constante, sino que depende del medio que esté atravesando en cada momento. No es lo mismo un rayo de luz viajando en el vacío, donde alcanza su máxima velocidad, que desplazándose, por ejemplo, a través del agua, donde se mueve más lentamente.

Y, en este caso, los investigadores han podido comprobar que cuando viaja a través de un plasma, puede parecer que la luz puede moverse tanto más despacio como más deprisa de lo que conocemos como ‘velocidad de la luz’. Y todo sin violar ninguna ley de la Física.

En un artículo recién publicado en
‘Physical Review Letters’, Clément Goyon y sus colegas lograron este hito utilizando dos láseres que dispararon a través de un chorro de plasma de hidrógeno y helio. Uno de los láseres, llamado ‘rayo de bombeo’ era hasta 100.000 veces más potente que el otro, denominado ‘rayo sonda’. Durante el experimento, cada uno de los dos láseres emitía un corto pulso de luz, y en el lugar donde ambos pulsos chocaban, las interferencias creaban una onda que recorría todo el plasma.

De este modo, la onda alteró el índice de refracción del plasma, una propiedad que gobierna el modo en que la luz viaja a través de un medio. Al cambiar los investigadores las longitudes de onda de los haces, consiguieron modular el índice de refracción. Después, midieron cuánto tiempo tardaba cada pulso de luz del rayo sonda en viajar hasta una cámara.

Cuando el haz del rayo sonda tenía una longitud de onda mayor que la del rayo de bombeo, su luz se movía más despacio, en un 12%, de lo que lo hace la luz en el vacío. Pero cuando el haz del rayo sonda tenía una longitud de onda inferior a la del rayo de bombeo, sucedía todo lo contrario, y la luz parecía moverse algo más rápido que la velocidad canónica de la luz.

Debido a esta forma de medir la luz, en ningún momento se violó ninguna de las leyes de la Física. De hecho, los investigadores midieron el área más brillante del pulso en lugar del movimiento de todo el pulso o de cualquier fotón individual.

En palabras de Goyon, «no violamos los principios de Einstein porque no decimos que la información está viajando más rápido que la luz». En efecto, el pico del pulso puede superar la velocidad de la luz, pero eso se debe a las fluctuaciones de energía a lo largo del haz, y no al movimiento real del pulso completo. Si los científicos hubieran medido cualquier fotón individual, o partícula de luz, habrían comprobado que nunca superaba la velocidad prohibida.

Según los científicos, comprender cómo manipular la luz con un plasma podría abrir la puerta a tipos de experimentos que ahora son imposibles porque requieren láseres extremadamente potentes que, sencillamente, derretirían las lentes de cualquier dispositivo óptico.

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