Un grupo de físicos han construido un anillo en el que los pulsos de luz giran en círculos y las reglas normales que gobiernan el comportamiento de la luz ya no se aplican.

En circunstancias normales, la luz muestra ciertos signos de simetría física. Primero, si fuera a reproducir el comportamiento de una cinta de luz hacia adelante y luego hacia atrás, vería que se comporta de la misma manera moviéndose en ambas direcciones en el tiempo. Esto se llama simetría de inversión de tiempo.

Y segundo, la luz, que puede moverse a través del mundo como una onda, tiene lo que se llama polarización: cómo oscila en relación con el movimiento de la onda. Esa polarización generalmente permanece igual, proporcionando otro tipo de simetría.

Pero dentro de este dispositivo en forma de anillo, la luz pierde su simetría de inversión de tiempo y cambia su polarización. Dentro del anillo, las ondas de luz giran en círculos y resuenan entre sí, produciendo efectos que normalmente no existen en el mundo exterior.

Los investigadores ya sabían que, bajo ciertas circunstancias, cuando la luz rebota dentro de los anillos ópticos, puede perder su simetría de inversión de tiempo. Los picos de sus ondas no aparecen en el punto en que la simetría dicta que deben estar dentro del anillo óptico. Pero en un nuevo artículos, un equipo del National Physical Laboratory demostró que esto puede suceder al mismo tiempo que los cambios espontáneos en la polarización.

Físicos construyen una máquina que rompe las reglas normales de la luz
Crédito: Public domain

Cuando el equipo inyectó pulsos de luz láser cuidadosamente programados en un dispositivo llamado “resonador de anillo óptico”, los picos de la luz se dispusieron de manera imposible bajo la simetría de inversión de tiempo. A medida que se rodeaban, formaban patrones que solo funcionan en una dirección en el tiempo. Al mismo tiempo, la luz perdió su polarización vertical, sus ondas dejaron de moverse estrictamente hacia arriba y hacia abajo y en su lugar formaron elipsis.

Esta investigación, dijeron los físicos en un comunicado, abre nuevas puertas para manipular la luz. Permitirá a los investigadores trabajar con más precisión y crear nuevos diseños para circuitos ópticos que van en dispositivos como relojes atómicos y computadoras cuánticas. Y le otorga a la ciencia algo sobre la luz que nunca antes se había descubierto

El estudio científico ha sido publicado en Physical Review Letters.

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