Una colaboración de investigación que incluye físicos teóricos de la Universidad de Bristol y Birmingham ha encontrado una nueva forma de evaluar cómo fluye la luz a través del espacio, atando nudos en él.
La luz láser puede parecer un rayo único y bien enfocado. De hecho, es un campo electromagnético que vibra en forma de elipse en cada punto del espacio. Se dice que esta luz multidireccional está 'polarizada'.
El efecto se puede ver con gafas de sol polarizadas, que solo permiten que penetre una dirección de la luz. Al sostenerlas hacia el cielo y rotarlas, los espectadores verán manchas más oscuras y brillantes a medida que la luz que fluye en diferentes direcciones aparece y desaparece.
Ahora, los científicos han podido usar tecnología holográfica para torcer un rayo láser polarizado en nudos.
El profesor Mark Dennis, de la Facultad de Física de la Universidad de Bristol y la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Birmingham, dirigió la parte teórica de la investigación.
Él dijo: "Todos estamos familiarizados con atar nudos en sustancias tangibles como cordones de zapatos o cintas. Una rama de las matemáticas llamada 'teoría de nudos' puede usarse para analizar tales nudos contando sus bucles y cruces".
"Sin embargo, con la luz, las cosas se vuelven un poco más complejas. No se trata solo de un solo haz en forma de hilo que se anuda, sino de todo el espacio o" campo "en el que se mueve.
"Desde el punto de vista matemático, no es interesante el nudo, es el espacio a su alrededor. Las propiedades geométricas y espaciales del campo se conocen como su topología".
Para analizar la topología de los campos de luz anudados, los investigadores de las universidades de Bristol, Birmingham, Ottowa y Rochester utilizaron haces de luz polarizados para crear estructuras conocidas como 'singularidades de polarización'.
Descubierto por el profesor John Nye en Bristol hace más de 35 años, las singularidades de polarización ocurren en puntos donde la elipse de polarización es circular, con otras polarizaciones envolviéndolas. En 3 dimensiones, estas singularidades ocurren a lo largo de líneas, en este caso creando nudos.
El equipo pudo crear nudos de mucha mayor complejidad de lo que era posible a la luz y los analizó en detalle.
El profesor Dennis agregó: "Uno de los propósitos de la topología es hablar sobre mostrar datos en términos de líneas y superficies. Las superficies del mundo real tienen muchos más agujeros de lo que las matemáticas predijeron".
El trabajo, que fue financiado por Leverhulme Trust Research Project Grant, es un importante paso adelante en el estudio de la óptica y la polarización y, según los investigadores, podría conducir a la creación de nuevos dispositivos que procesen información a través de estructuras de luz complejas personalizadas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Bristol . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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