✨︎ Resumen (TL;DR):
- Un equipo de físicos de la Universidad Normal del Este de China multiplicó por 20 la interacción de láseres ultrarrápidos usando luz cuántica.
- Utilizaron un pulso con apenas 300 nanojoules de energía promedio para alcanzar el mismo efecto que un láser convencional de alta potencia.
- El método reduce drásticamente el riesgo de daño térmico y estructural en los componentes ópticos de los laboratorios.
Un equipo de físicos en China, liderado por Jian Wu de la Universidad Normal del Este de China, demostró que las propiedades cuánticas de la luz pueden sustituir la potencia bruta de un láser. Los investigadores lograron multiplicar por 20 la fuerza de interacción en láseres ultrarrápidos sin aumentar la energía total enviada al objetivo, según revela su investigación publicada en la revista Nature.
Este avance podría transformar la manera en que la ciencia analiza la materia en las escalas temporales más cortas de la física de attosegundos.
Para lograrlo, el equipo empleó un estado de luz cuántica llamado vacío comprimido brillante (BSV, por sus siglas en inglés). El vacío comprimido brillante es un estado cuántico de la luz que genera fluctuaciones extremas en la densidad de fotones para producir ráfagas de alta intensidad de corta duración, manteniendo un nivel de energía promedio muy bajo.
A diferencia de los pulsos láser convencionales donde los fotones viajan con un ritmo constante, este estado cuántico acumula energía en picos repentinos.
Más potencia, cero sobrecalentamiento
Los científicos probaron este método para desencadenar la ionización por efecto túnel en átomos de sodio. Los resultados fueron sorprendentes: un pulso de luz cuántica con solo 300 nanojoules de energía promedio generó el mismo impacto que un láser convencional de intensidad efectiva 20 veces mayor.
El incremento de potencia llegó sin aumentar la energía promedio entregada. Esto significa que disminuye drásticamente el riesgo de sobrecalentamiento o de daño estructural en los componentes ópticos y en los objetivos de estudio.
En los experimentos de óptica avanzada, los investigadores suelen empujar los láseres al límite de resistencia física de los materiales bajo estudio. Al manipular las propiedades estadísticas de la luz en lugar de inyectar más energía, ahora es posible ajustar la fuerza de interacción de forma independiente.
Esta técnica abre una nueva vía para realizar experimentos a escala de attosegundos (encargados de rastrear la dinámica de los electrones en millonésimas de millonésimas de segundo) con menores costos de energía y menos daños colaterales en los equipos.
