"comprehendere scire est"

Welcome divider

Consejo Nacional para el Entendimiento Público de la Ciencia.

Luz líquida. un paso más hacia los ordenadores ultrarrápidos


Marcos Manuel Sánchez Sánchez + Universidad Complutense

Humberto Michinel  y sus colegas de la Universidad de Vigo, la Universidad de Santiago y la Chalmers Tekniska Hogskola (Goteborg, Sweden) han obtenido conclusiones teóricas sobre la posibilidad de que la luz se comporte de manera parecida a un gas, lo que podría llegar a permitir su "condensación en un líquido" que fluyese y formase "gotas que se partirían como las del agua" tras impactar contra una superficie. Esto resultaría de utilidad en la fabricación de ordenadores ultrarrápidos en comparación con los basados en la semiconductividad del silicio. Las gotas constituirían auténticos bits de información, según esta fuente.

El hallazgo ha sido definido por el prestigioso Intituto Americano de Física (AIP) como uno de los diez grandes descubrimientos del pasado año y ha sido recogido en un artículo publicado en la revista científica "Physical Review" el pasado mes de junio.

Argumentan que la luz condensada puede considerarse constituida por pequeñas gotas porque su estudio muestra que tienen esa propiedad en común con los líquidos: tienen una tensión superficial (resistencia elástica a ser desviada) y pueden formar vórtices como los superfluidos cuánticos. Este nuevo estado de la energía de un láser, hasta ahora inexistente, puede crearse a través de un proceso de “enfriamiento”de los fotones, similar al que convierte el vapor de agua en agua, de manera que éstos tengan el comportamiento y las propiedades de un líquido.

Aunque aun no ha sido demostrado en el laboratorio, las gotitas de luz resultarían de utilidad como bits de información en los computadores ópticos del futuro, dotados de chips capaces de transmitir impulsos eléctricos a la velocidad de la luz, como han concluido los investigadores españoles a través de series de simulaciones por ordenador.

Las señales electromagnéticas se transmiten a la velocidad de la luz, pero encuentran a su paso la barrera del índice de refracción del material (en la microelectrónica actual es el poli-silicio de grado electrónico.)

Este equipo de investigadores ha desarrollado la teoría pensando primero en la luz como un gas, dado que todo gas en condiciones adecuadas de presión y temperatura puede condensarse para transformarse en un líquido. Un rayo láser de alta energía podría ser concentrado en el interior de una columna estanca de manera que pueda comportarse como un líquido. Este tipo de radiación energética acumula una tensión superficial en el exterior del haz que lo hace elástico en la superficie. El rayo puede romperse en pequeñas gotas cuando incide sobre una superficie, justo como sucedería con un líquido.

"…Es un idea inteligente, pero no estoy seguro de si va a cambiar realmente las cosas”, afirma Demetrios Christodoulides de la Lehigh University en Pennsylvania, que está compitiendo con el equipo europeo en encontrar nuevas vías para manipular la luz. Piensa que el material utilizado para contener el rayo de luz podría interactuar fuertemente con él de forma que las gotas de líquido podrían ser absorbidas antes de que llegaran a alguna parte.

Pero si los investigadores pueden realmente transformar un haz de luz en un líquido, lo cierto es que podrían llegar a conseguir un computador óptico. La velocidad de los procesadores basados en la tecnología del silicio está limitada por la velocidad a la cual los electrones se mueven a través de los circuitos. Un computador óptico basado en fotones resultaría mucho más rápido, aunque aún se desconoce cómo concentrar la luz para que circule sin que se extienda por todo el sistema ocasionando la desaparición de toda la información almacenada. “Las gotas de líquido son los candidatos óptimos para comportarse como bits de información” dice Michinel.

La luz láser a través de un medio óptico no lineal puede experimentar auto enfoque: la presencia de luz intensa, con sus fuertes campos eléctricos y magnéticos, puede modificar el índice de refracción del semiconductor originando que se comporte como una lente.

En algún punto, las corrientes de luz láser provocan que el rayo converja suficientemente para formar un estado condensado análogamente a lo que sucede con las fuerzas de Van der Waals, las cuales originan gotas de líquido dentro de una nube de gas.

Las gotitas de luz antes mencionadas no estarían en reposo sino que se moverían a la velocidad de la luz.

 

GOTAS DE LUZ PARA PROCESAR INFORMACIÓN

Aunque los investigadores en general hablan a veces sobre un rayo de luz como si fuera un gas, porque los fotones se mueven dispersos al azar dentro del rayo y pueden ejercer presión debido a su momento de fuerza , no lo habían hecho en sentido literal... hasta ahora.

Los científicos han estado trabajando en materiales “no lineales”, al atravesar los cuales el rayo de luz disminuye de intensidad en una cantidad que depende de la intensidad del rayo más que de una cantidad fija, como sucede en el agua o el vidrio.

En muchos materiales no lineales, cuanto más intensa es la luz, mayor es la ralentización. Ello significa que el interior del rayo se ralentiza más que el exterior, como si atravesara lentes convexas, y puede ser concentrado en un punto. Por tanto, la luz no se transmitiría como sería deseable en un computador óptico.

Pero eso no tiene por qué suceder, afirma Michinel. Si dispones de un material en el cual la luz se ralentiza menos cuando la intensidad del rayo es muy alta, entonces un rayo de alta energía podría ser concentrado en el interior de una columna estanca. Esa columna se comporta como un líquido, dice Jose Ramon Salguiero, miembro del grupo de investigadores.


The concentrated light pulse would bounce off a surface just like a liquid drop. Light turns into glowing liquid [09:20 07 July 02], Exclusive from New Scientist Print Edition

 
Gotas pulverizadas

Es una incógnita si el material que Michinel desea usar para experimentar sus predicciones estará listo para la tarea. Reconoce que existe un vidrio “chalcogenide” preparado por Frédéric Smektala y colegas de la Universidad de Rennes en Francia y que está preparado para obtener luz líquida.

Pero Christodoulides cree que su propia aproximación es una mejor apuesta: ajustando el diseño de caminos ópticos de forma que puedan conducir pulsos de luz ordinaria. "Los pulsos son magnitudes discretas y puedes realizar operaciones digitales con ellos”, afirma. "Un líquido puede acabar en cualquier sitio y puede ser bastante impredecible”. (Journal reference: Physical Review E (vol 65, p 066604)  Eugenie Samuel)

Comentarios:
Se podría especular mucho con la conversión de la luz a estado líquido, pero lo que se sabe hasta ahora es que la luz es pura emisión: es un transporte de fotones a través de un medio como el agua o el  aire. Esto implicaría que en el momento de “convertirse” la luz en un líquido, dejaría de transmitir. No podríamos verla, ya que los fotones se dispersarían y nunca alcanzaría consistencia de “fluido”. Materializar la luz constituye aún una posibilidad lejana en el tiempo pero no deja de representar un auténtico reto. Veremos lo que nos deparan las futuras investigaciones que, sin duda, se seguirán realizando en este apasionante campo.

Divulgador de la ciencia Es Licenciado en Ciencias Químicas por la Universidad Complutense, especialidad de Química Orgánica y ha trabajado como ejecutivo durante 15 años en la industria petroquímica. Actualmente vive en San Sebastián de los Reyes, provincia de Madrid, España. Autor de la novela EL PRIMER CLON, ISBN: 84-607-7621-2 que versa sobre la ética relativa a la clonación humana.


Cómo citar este artículo ISO690.
Portada Aleph-Zero

Aleph-Zero No. 38


Revista de Educación y Divulgación de la Ciencia, Tecnología e Innovación

Soñé un teléfono .

Concurso. Salvador Jara Guerrero + Universidad Michoacana De San Nicolas De Hidalgo.

Del fracaso al éxito: los costos y los beneficios del desarrollo científico y tecnológico .

Concurso. María Eugenia Rivera Pérez + Instituto Universitario De Puebla A.c. .

Contaminación por detergentes .

Divulgadores. Jessica Flood Garibay + Universidad De Las Américas, Puebla.

Gabinetes de curiosidades: Base de los museos .

Divulgadores. M.c. Miguel Fernando Pacheco Muñoz + Universidad De Guadalajara .

Periodismo científico digital: la ciencia en un click .

Divulgadores. Marisa Avogadro + ;.

Luz líquida. un paso más hacia los ordenadores ultrarrápidos .

Divulgadores. Marcos Manuel Sánchez Sánchez + Universidad Complutense.

Dilemas éticos de la ingeniería genética .

Divulgadores. José Alfredo Hernández Diaz + Universidad De Las Américas, Puebla.

La luz de un laser .

Divulgadores. .

38 enero-marzo 2005 editorial .

Editorial. Miguel A. Méndez-Rojas +;.

Copepodos: criaturas maravillosas del zooplancton marino .

Investigación. María Del Carmen Navarro-rodríguez + ; María Elena González Ruelas + ; Luis Fernando González Guevara + Centro Universitario De La Costa, Campus Vallarta, Departamento De Ciencias, Universidad De Guadalajara; Ramiro Flores Vargas + Centro Universitario De La Costa Sur, Departamento De Estudios Para El Desarrollo, Sustentable De Zonas, Costeras, Universidad De Guadalajara.

¿Qué tanto sabemos acerca de los alimentos transgénicos? .

¿lo sabias?. Dr. José Luis Sánchez Salas + Universidad De Las Américas, Puebla.