Un equipo de científicos de la Universidad de Rostock y la Universidad de Birmingham ha demostrado que se pueden generar destellos de luz sin depender de una fuente luminosa externa, únicamente manipulando las condiciones del espacio y del tiempo. Este fenómeno innovador, publicado en la revista Nature Photonics, desafía las fronteras actuales de la física cuántica.

Al romper un paradigma que llevaba décadas vigente y replantearse el papel que desempeña la dimensión del tiempo en la física, investigadores de la Universidad de Rostock y la Universidad de Birmingham han descubierto nuevos destellos de luz que surgen de la nada y se desvanecen en ella, algo que a primera vista parece magia, pero que tiene profundas raíces matemáticas que lo protegen de todo tipo de perturbaciones externas.

El tiempo es una dimensión extraña: a diferencia de sus hermanos espaciales, es una calle de sentido único, ya que el reloj solo avanza y nunca retrocede. Los científicos son conscientes desde hace tiempo de 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 desarrolla la física ha recibido durante mucho tiempo mucha menos atención que el espacio.

Sin embargo, recientemente, los rápidos avances en la investigación de los llamados cristales espaciotemporales, objetos con patrones repetitivos en el tiempo y el espacio, han inspirado un replanteamiento del papel que debe desempeñar el tiempo en nuestra comprensión de la física. Además, esto ha dado lugar a la pregunta de si la singularidad del tiempo puede ser algo más que una simple peculiaridad y, en cambio, conducir a nuevos efectos que, en última instancia, sean útiles en aplicaciones.

Descubrimiento científico sin precedentes

Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Rostock y la Universidad de Birmingham ha aceptado este reto y ha hecho un descubrimiento crucial: en sus experimentos, la luz parece pegada a un punto singular en el espacio-tiempo.

El tiempo y el espacio replanteados: una nueva visión de estas antiguas dimensiones de la física abre las puertas a nuevos fenómenos, como los denominados “eventos topológicos espacio-temporales”, y sus aplicaciones tecnológicas. Crédito de imagen: A. Szameit / Universidad de Rostock

Alexander Szameit, profesor de la Universidad de Rostock, dijo en un comunicado:

“Es casi bíblico: al principio, no hay nada. Luego, la física dice: ‘¡Que se haga la luz!’, y realmente hay luz, en un momento preciso del tiempo y en un punto preciso del espacio”.

Estos destellos fugaces 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 muy fundamental y con profundas consecuencias, exige aquí un comportamiento físico determinado”.

Debido a esto y a la naturaleza unidireccional del tiempo, estos eventos espacio-temporales-topológicos, como se les denomina, también muestran una robustez única frente a perturbaciones externas: los investigadores descubrieron que cuentan con una protección inherente contra parámetros experimentales aleatorios y luz parásita.

El Dr. Joshua Feis, de la Universidad de Rostock, dijo:

“Esto es algo a lo que parecen ser susceptibles todos los estados de la luz conocidos hasta ahora”.

El Dr. Sebastian Weidemann, también de la Universidad de Rostock, agregó:

“Esta protección es muy deseable, ya que puede permitir la formación robusta de ondas de luz en aplicaciones clave como la imagen, las comunicaciones o los láseres”.

Estos hallazgos demuestran el potencial que tiene para la ciencia fundamental y para sus posibles aplicaciones reconsiderar el papel del tiempo en el espacio-tiempo, tanto en la física en general como en su interacción con la topología. Es fundamental que abran la puerta a un campo mucho más amplio de posibles descubrimientos, gracias a la investigación en esta nueva-vieja dimensión.

Los hallazgos de la investigación titulada “Space-time-topological events in photonic quantum walks” han sido publicados en la revista Nature Photonics.

[FT: phys.org]

¿Te gustó este contenido? Te invito a compartirlo con tus amigos. Síguenos en nuestra Página de Facebook, para recibir a diario nuestras noticias. También puedes unirte a nuestro Grupo Oficial y a nuestra comunidad en Telegram. Y si crees que hacemos un buen trabajo, considera apoyarnos.

Por: CodigoOculto.com