Esta semana publicamos como por primera vez científicos consiguieron reducir la velocidad de la luz modificando su forma. Hemos querido indagar en antecedentes de este tipo de investigaciones que a continuación presentamos.
Ya se publicaba en Febrero de 1999 en el Harvard Gazette, bajo el Titulo “Físicos reducen la velocidad de la luz” como la velocidad de la luz -que normalmente viaja los 386. 243 km que separan la luna de la tierra en menos de dos segundos- había sido reducida a la velocidad de 61,15 km por hora. Habían conseguido un estado de la materia totalmente nuevo, basándose en la llamada teoría Einstein-Bose de 1924 que propone que cuando los átomos se empaquetan súper juntos y pegados unos a otros a temperaturas ultra bajas y ultra vacío, pierden su identidad como partículas individuales y actúan como un súper átomo individual con características similares a las de un láser como “un globo individual de materia sólida que puede producir ondas que se comportan como las ondas de radio”. Este medio puedo ser manipulado para reducir la velocidad de un haz de luz 20 millones de veces de los 299.792 km. por segundo a 61,15 km. por hora. Sin embargo esta teoría no pudo llevarse a la práctica hasta 1995 por falta de tecnologia adecuada.
Lene Hau, Físico de la Harvard University dirigió a un equipo de científicos que realizaron este experimento en el Rowland Institute for Science, con el apoyo de Edwin Land, inventor de la fotografía instantánea. Esperaban que en el futuro, reducir la velocidad de la luz pudiera tener varias consecuencias prácticas como el potencial de enviar datos, sonido e imágenes utilizando menos espacio y menos potencia. También serviría de base para crear nuevos sistemas de proyección láser y cámaras de visión nocturna con requerimientos de potencia un millón de veces inferiores a los actuales. Según Hau, los resultados “finalmente superaron nuestras expectativas. Es fascinante ver como un haz de luz queda prácticamente paralizado”
¿Cambio en la velocidad de la teoría de la relatividad?
Por otra parte, el físico James Franson de la Universidad de Maryland publicó un controvertido artículo en Junio de 2014 en ‘New Journal of Physics’ en el que afirmaba haber encontrado una evidencia que sugiere que la velocidad de la luz, tal y como está descrita por la teoría de la relatividad general es en realidad más lenta de lo que se había propuesto. Según la teoría general de la relatividad, la luz viaja a una velocidad constante de 299.792.458 metros por segundo en el vacío, es decir la c de la famosa ecuación de Einstein y, prácticamente todo lo que se mide en el Cosmos, se basa en ella.
Franson basa sus conclusiones en observaciones realizadas a la supernova SN 1987A, que estalló en febrero de 1987. Las medidas tomadas en la Tierra recogieron la llegada de los fotones y neutrinos procedentes de la explosión, pero, a su juicio, hubo un problema: la llegada de los fotones se retrasó respecto a lo esperado en 4,7 horas, un dato que los científicos de la época atribuyeron a una probabilidad de que los fotones vinieran de otra fuente.
Ahora, Franson se pregunta si esto no era cierto y, en realidad, la luz se ralentiza a medida que viaja por el vacío polarizado, una propiedad de los fotones por la que se dividen en un positrón y un electrón por un corto tiempo antes de recombinarse de nuevo en fotón.
Esto, según ha señalado, debería crear un diferencial gravitatorio entre el par de partículas, que tendría un impacto pequeño de energía cuando se recombinan, lo suficiente como para causar una ligera desaceleración durante el viaje.
Si tal división y su unión de nuevo ocurriera muchas veces con muchos fotones, en un viaje de 168.000 años luz, la distancia entre la Tierra y SN 1987A, puede añadir fácilmente 4,7 horas a su viaje, ha apuntado el científico.
Si las ideas de Franson resultan ser correctas, virtualmente cada medida tomada y utilizada como base para la teoría cosmológica está equivocada. La luz del Sol, por ejemplo, podría tardar más tiempo en llegar de lo que se pensaba (más de ocho minutos), y la luz que viene de objetos mucho más distantes llegaría notablemente más tarde de lo que se ha calculado, como unas dos semanas de retraso.
Dispositivo óptico que ralentiza la velocidad de la luz
El DARPA, agencia estadounidense de proyectos de investigacion avanzada en defensa, dependiente del Pentágono, creó en 2010 un dispositivo óptico capaz de modificar la velocidad de la luz simplemente variando un control giratorio. El artefacto, a diferencia de otros similares, puede funcionar a temperatura ambiente. La investigación fue publicada en Nature Photonics.
Los físicos denominan “índice de refracción” de un material transparente al cociente entre la velocidad de la luz en el espacio vacío y la que ésta presenta a atravesar un material.
Cada material tiene su propio, fijo e inamovible índice de refracción. El medio transparente más abundante en nuestro planeta es el agua. Su índice de refracción, cuando se encuentra en estado puro, es de 1.33, por lo que la luz la atraviesa a una velocidad de “solo” 225.000 kilómetros por segundo. Por encargo de DARPA, Investigadores de UC Santa Cruz fabricaron un dispositivo que posee un índice de refracción variable. Se trata de un dispositivo óptico muy pequeño, que gracias a la acción de un haz de rayo láser puede ajustar la velocidad a la que se mueve la luz cuando la atraviesa.
De acuerdo a la intensidad de este haz, la luz puede desplazarse a su máxima velocidad o disminuirla hasta en un factor de 1.200 veces. Logran esto gracias a los efectos de interferencia cuántica que se producen en los fotones mientras se mueven a través de una guía de onda “grabada” en el chip. Estas interferencias, controladas por el láser, disminuyen la velocidad de la luz.
