El trabajo del doctor Sabino Chávez Cerda, investigador del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), y sus colegas de la Universidad de Witwatersrand, en Sudáfrica, ha sido considerado como uno de los trabajos de óptica más importantes del año y como un parteaguas que abrirá muchas puertas en el estudio de la física actual. 

El artículo "Demostrating Arago-Fresnel laws with Beseel beams from vectorial axicons", publicado en octubre por la Journal of the Optical Society of America ha sido uno de los más descargados en las últimas semanas y ahora fue seleccionado para el Spotlight on Optics de la Optical Society of America (OSA). No es casualidad,  pues de acuerdo con el INAOE, se trata de la demostración de un fenómeno conocido, pero por muchos años olvidado, lo que cambiará la forma en cómo se explicará la física en el futuro. 

Se trata de la interferencia de haces con polarización ortogonal, estudiado por Augustin Fresnel y Francois Arago en el siglo diecinueve, pero en este caso se estudió la interferencia usando haces Bessel. Este fenómeno físico está relacionado con el enlazamiento, o los estados entrelazados, y con la teletransportación en la mecánica cuántica.

Para tratar de explicar el fenómeno, el doctor Chávez Cerda comparte:

Se sabe que la luz es una onda, y la luz tiene varias características, una de ellas es la polarización. Por ejemplo, imaginemos un grupo de niñas saltando una cuerda, en cada extremo hay una niña y una de ellas agita la cuerda de arriba hacia abajo formando una onda vertical que se dirige a la niña en el otro extremo y si se hace de forma horizontal la onda es horizontal. La luz se comporta de manera similar: es una onda que puede tener esas mismas orientaciones a las cuales llamamos polarización, en este ejemplo la luz tiene polarización vertical y horizontal, y en general puede tener cualquier inclinación, como sucede con una cuerda de saltar. Al hacer incidir dos o más ondas de luz (haces) con la misma polarización, se genera un fenómeno al que conocemos como interferencia, lo que permite ver franjas brillantes y oscuras”.  

Normalmente, cuando se estudia la interferencia no se toma en cuenta el estado de polarización de la luz porque se considera que cada haz tiene la misma polarización. Lo que hizo el investigador fue demostrar que estos haces son, de hecho, un fenómeno de interferencia, es decir, son la suma de dos ondas, sólo que en este caso las ondas viajan a lo largo de conos y se les llama ondas cónicas.  

Actualmente, el fenómeno de interferencia es parte de lo que se conoce como campos estructurados. Sin embargo, nadie se había preocupado de investigar qué sucede cuando hay haces Bessel con dos polarizaciones diferentes, una vertical y una horizontal: “Lo que yo sostenía es que si generamos la mitad de un haz Bessel con la polarización vertical y la otra mitad horizontalmente se destruiría el haz Bessel. Por ello, les propuse el experimento a mis colegas de Sudáfrica para demostrar un fenómeno aparentemente trivial. Pero como los campos estructurados se han vuelto tendencia en los últimos diez años, estamos tratando de entender por qué y cómo se forman. Este simple experimento traerá muchas consecuencias en el entendimiento de la Física de los haces estructurados y de los haces Bessel”. 

Los campos estructurados se han vuelto tendencia en los últimos diez años, estamos tratando de entender por qué y cómo se forman, por ello se espera que en el futuro este trabajo genere una nueva tendencia", dice Chávez Cerda. 

Sus investigaciones sobre el tema le valieron el reconocimiento de Fellow de la OSA por sus contribuciones y liderazgo en este campo y también el Premio Europeo de Óptica, que obtuvo junto con colegas del INAOE y la Universidad St. Andrews en Escocia. 

El resumen en “Spotlight on Optics” y el artículo científico se pueden consultar en www.osapublishing.org

nelly.toche@eleconomista.mx

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