Es un tipo de luz muy especial, que se puede utilizar para mediciones importantes: los denominados peines de frecuencia desempeñan un papel importante en la investigación láser hoy en día. Si bien la luz de un láser ordinario solo tiene una longitud de onda única y bien definida,Un peine de frecuencia consta de diferentes frecuencias de luz, que están dispuestas con precisión a distancias regulares, muy parecidas a los dientes de un peine.
Tales peines de frecuencia son difíciles de generar. Sin embargo, un equipo de investigación internacional de Austria TU Wien, Viena, Estados Unidos Harvard, Yale e Italia Milán, Turín ahora ha logrado producir este tipo especial de luz,utilizando simples láseres cuánticos circulares en cascada, un resultado que parecía contradecir completamente las teorías láser convencionales. Como resultado, las turbulencias, como se las conoce por la aerodinámica u ondas de agua, son responsables de este tipo de luz particularmente ordenada.publicado en la revista científica Naturaleza
¿Mejor que los permisos de física?
"En realidad, primero buscábamos algo muy diferente en nuestros experimentos", dice Benedikt Schwarz, quien investiga peines de frecuencia en TU Wien Viena y la Universidad de Harvard, y recibió una beca de inicio ERC por su investigación en 2019 ".Estábamos investigando los láseres circulares cuánticos en cascada, que es un tipo especial de láser que ha sido fabricado en nuestros laboratorios en el Instituto de Electrónica de Estado Sólido durante años. Queríamos investigar cómo ciertos defectos afectan la luz láser ". Pero mucho para los científicos'sorpresa, descubrieron que estos mini láser láser circulares se pueden usar de una manera muy simple para producir peines de frecuencia, que están compuestos por varias frecuencias de luz, dispuestas a distancias iguales.
"Esto es genial para nosotros, porque este es exactamente el tipo de luz que estamos buscando. Solo que no esperábamos encontrarlo en este experimento en particular; el éxito parecía contradecir la teoría láser actual", explica Schwarz.
Si la luz de un láser debe consistir en diferentes frecuencias al mismo tiempo, entonces la luz no puede ser constante; debe variar en el tiempo. Se requiere una oscilación, repitiéndose en un patrón regular. Solo entonces, una frecuenciase crea el peine.
La turbulencia puede causar caos u orden
"Cuando pensamos en cómo podría explicarse esta oscilación, buscamos fenómenos similares en otros campos científicos. Finalmente encontramos la turbulencia como la fuerza impulsora que causa la oscilación que conduce a nuestros peines de frecuencia", dice Benedikt Schwarz. La turbulencia esUn fenómeno que surge en muchas áreas muy diferentes: en el humo que emerge de una vela apagada, se puede ver la turbulencia que conduce a patrones caóticos e impredecibles, pero las llamadas inestabilidades de las olas se pueden encontrar en todo tipo de olas.se hace más y más grande y finalmente domina la dinámica del sistema.
La conexión matemática entre tales efectos de turbulencia y la nueva luz láser finalmente pudo ser encontrada por una teoría láser que Nikola Opa? Ak de la Universidad Tecnológica de Viena había publicado recientemente en noviembre de 2019: "Descubrimos que esta teoría láser puede conectarsea la misma ecuación matemática que también describe la turbulencia en otras disciplinas científicas ", dice Schwarz.
En un láser en forma de anillo, las inestabilidades de las ondas pueden causar la formación de un peine de frecuencia estable. Además, existe una fuerte conexión entre las diferentes frecuencias de luz: las diferentes frecuencias están firmemente acopladas entre sí.
El peine como nariz artificial
Los peines de frecuencia juegan un papel importante en la investigación, principalmente porque pueden usarse para construir sensores químicos diminutos. Muchas moléculas absorben la luz en el rango infrarrojo de una manera muy característica. Al medir qué longitudes de onda se están absorbiendo, es posible determinar quélas moléculas están presentes. Sin embargo, para hacer esto, es necesario tener tantas frecuencias de luz diferentes en el rango infrarrojo disponibles como sea posible, y esto es exactamente lo que proporciona un peine de frecuencia óptica de una manera ideal.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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