MADRID, 24 Abr. (EUROPA PRESS) -
Al romper un paradigma de décadas de antigüedad y replantear el papel que desempeña la dimensión del tiempo en la física, una nueva investigación ha permitido explorar una nueva dimensión de la luz.
Investigadores de la Universidad de Rostock y la Universidad de Birmingham han descubierto novedosos destellos de luz que surgen y se desvanecen en la nada, como magia a primera vista, pero con profundas raíces matemáticas que protegen contra todo tipo de perturbaciones externas. Sus hallazgos se han publicado en la revista Nature Photonics.
FLECHA DEL TIEMPO
El tiempo es la dimensión extraña: a diferencia de sus hermanos espaciales, es una calle de un solo sentido, ya que el reloj solo avanza y nunca retrocede. Los científicos conocen desde hace tiempo las peculiaridades del tiempo, y el astrofísico británico Sir Arthur Eddington reflexionó sobre esta "flecha del tiempo" en sus conferencias de 1927. Sin embargo, ya sea por su singularidad o a pesar de ella, el tiempo como dimensión en la que se desenvuelve la física ha recibido durante mucho tiempo mucha menos atención que el espacio.
Sin embargo, recientemente, el rápido progreso en la investigación de los llamados cristales espaciotemporales, objetos con patrones repetitivos en el tiempo y el espacio, ha inspirado un replanteamiento del papel que el tiempo debería desempeñar en nuestra comprensión de la física. Además, esto ha suscitado la pregunta de si la singularidad del tiempo puede ser más que una simple peculiaridad y, en cambio, conducir a nuevos efectos con aplicaciones prácticas.
¡HÁGASE LA LUZ!
Los investigadores detrás del nuevo estudio han asumido este reto y ha realizado un descubrimiento crucial: en sus experimentos, la luz parece estar fijada a un punto singular en el espacio-tiempo. "Es casi bíblico: al principio, no hay nada. Entonces la física dice: '¡Hágase la luz!', y efectivamente hay luz, en un momento preciso en el tiempo y en un punto del espacio", afirma en un comunicado el profesor Alexander Szameit, de la Universidad de Rostock.
Estos fugaces destellos de luz, por breves que sean, no son accidentales, sino que tienen profundas raíces matemáticas, explica la profesora Hannah Price, de la Universidad de Birmingham: "La topología, una rama de las matemáticas quizás bastante abstracta, pero fundamental y de gran trascendencia, exige en este caso cierto comportamiento físico".
Por ello, y debido a la naturaleza unidireccional del tiempo, estos eventos espacio-temporales-topológicos, como se les denomina, también exhiben una robustez única frente a perturbaciones externas: los investigadores descubrieron que poseen una protección inherente contra parámetros experimentales alterados aleatoriamente, así como contra la luz dispersa.
"Esto es algo a lo que aparentemente todos los estados de luz conocidos son susceptibles", explica el Dr. Joshua Feis, de la Universidad de Rostock.
El Dr. Sebastian Weidemann, también de la Universidad de Rostock, añade: "Esta protección es muy deseable, ya que podría permitir la conformación robusta de las ondas de luz en aplicaciones clave como la imagen, las comunicaciones o el láser".
Estos hallazgos demuestran el potencial que reconsiderar el papel del tiempo en el espacio-tiempo, tanto en la física en general como en su interacción con la topología, tiene tanto para la ciencia fundamental como para sus posibles aplicaciones. Fundamentalmente, abren la puerta a un campo mucho más amplio de descubrimientos potenciales, posibles gracias a la orientación de la investigación hacia esta nueva-vieja dimensión.