Un equipo de la Universidad de Rochester ha demostrado que las fluctuaciones en la "luz torcida" podrían aprovecharse para una variedad de aplicaciones, desde la detección de agujeros negros en rotación hasta la detección de objetos por lidar, el equivalente en luz del radar.
en un artículo, publicado en avances científicos hoy, los investigadores demuestran que para la luz de una fuente como el Sol, las fluctuaciones aleatorias de intensidad dan lugar a correlaciones de haces de luz torcidos. Mostraron la presencia de estas correlaciones modificando un experimento ahora clásico llamado Hanbury Brown - TwissHBT interferometría para enfocarse en la información angular contenida en la luz, el "giro" en la luz.
El equipo, del grupo de Robert W. Boyd en el Instituto de Óptica de Rochester, sugiere que estas correlaciones podrían permitir que la luz solar o un tipo similar de luz se use para algunas aplicaciones de detección remota y detección de objetos que hasta ahora se pensabarequieren láseres y fotones entrelazados.
El nuevo método también podría ofrecer una forma de estudiar los fenómenos astrofísicos en los que la luz retorcida tiene una clave. Por ejemplo, se ha sugerido que los agujeros negros en rotación podrían imprimir una huella dactilar en particular en luz retorcida, una que podría buscarse coneste nuevo HBT angular.
"La luz retorcida nos rodea y ocurre naturalmente", dijo Omar S. Magaña-Loaiza, primer autor del estudio y estudiante de doctorado del equipo de Boyd. "Y cuanto más aleatoria es la luz, más fuertes son las correlacionesde los haces retorcidos que forman la luz. Utilizando la interferometría HBT hemos podido descubrir estas correlaciones, lo que abre la puerta a muchas aplicaciones interesantes ".
En 1956, Robert Hanbury Brown y Richard Q. Twiss publicaron un revolucionario artículo de física óptica que describe una nueva forma de interferencia. El interferómetro estelar de Hanbury Brown y Twiss recogió la luz producida por dos fuentes independientes en una estrella y luego detectó la luz en dosdiferentes ubicaciones en la Tierra. Esto no solo les dio una estimación del tamaño de Sirio con gran precisión, sino que el experimento HBT también dio inicio a muchas discusiones en el campo porque parecía que las teorías clásicas y cuánticas de la luz ofrecían diferentes predicciones.
El experimento de Rochester usa una configuración similar, pero mira la luz retorcida. La luz retorcida es la luz que se retuerce a medida que se propaga, creando una especie de forma de sacacorchos. Puede torcerse más o menos, como se describe por su momento angular orbital. AMuchos de los experimentos que involucran luz torcida se realizan con láseres fuentes de luz coherentes y a menudo se basan en el uso de fotones entrelazados. Pero el nuevo experimento muestra que, para muchas aplicaciones, la luz de una estrella u otras fuentes comunes podría funcionar simplementeasí como una fuente de luz retorcida.
“La generación de fotones entrelazados es siempre una tarea complicada”, dijo Magaña-Loaiza. “Una de las ventajas de usar haces retorcidos de luz aleatoria es que el proceso de generación es más fácil y casi natural. Otra ventaja es que los detectores estándar puedenEn lugar de detectores de fotones individuales. Esto es importante porque los científicos no se limitarían a trabajar en niveles de poca luz, lo que abre la puerta a algunas aplicaciones de la vida real. Normalmente, el uso de fotones entrelazados obliga a los científicos a trabajar en la oscuridad, de lo contrario, el ruido afecta gravemente a los experimentos ".
Pero Magaña-Loaiza tiene claro que las correlaciones en luz retorcida no ofrecen una alternativa para muchas otras aplicaciones que requieren fotones entrelazados. Agregó que "los fotones entrelazados ofrecen otros atributos que los campos de luz aleatorios no brindan, por ejemplo correlaciones perfectas yno localidad, ambos efectos cuánticos. "
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Materiales proporcionados por Universidad de Rochester . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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