¡Revolucionario! Científicos chinos convierten un cable en luz similar a un láser que podría mejorar la velocidad de los dispositivos electrónicos

Según un informe del South China Morning Post publicado el 4 de noviembre, un grupo de científicos chinos del Instituto de Óptica y Mecánica Fina de Shanghái de la Academia de Ciencias de China, hallaron una forma de convertir un trozo de cable en una fuente de luz similar a un láser. Esta novedosa forma de producir luz podría elevar la velocidad de comunicación de los dispositivos electrónicos cotidianos y hasta optimizar el control de seguridad en los aeropuertos.

A diferencia de los dispositivos voluminosos y de alta potencia alojados en instalaciones grandes y costosas que requieren estos láseres, el innovador hallazgos de los científicos asiáticos podría significar el surgimiento de una nueva gama de equipos electrónicos más pequeños y económicos, según los expertos. El descubrimiento también tiene el potencial de incorporarse a otras investigaciones en curso, para ofrecer mayor cantidad de aplicaciones.

Científicos chinos convierten un cable en luz similar a un láser

Tras un experimento, un equipo de científicos pertenecientes al Instituto de Óptica y Mecánica Fina de Shanghái de la Academia de Ciencias de China, descubrieron un nuevo método para generar luz similar a un láser. Se trata de un dispositivo conocido como “láser de electrones libres”, que es capaz de incrementar la velocidad de comunicación de los dispositivos electrónicos cotidianos.

En ese sentido, se identifica como una forma innovadora de construir una versión compacta del láser que se usa habitualmente, el cual requiere dispositivos voluminosos y de alta potencia alojados en instalaciones que son magnas y costosas. Por ende, más allá de innovar, este hallazgo también ofrece un notable ahorro de dinero.

Ahora bien, en el experimento, los expertos utilizaron un cable extremadamente fino de 8 cm (o 3.1 pulgadas) de largo, de forma que, se trata de una pieza de alambre bastante delgada. Dicho cable logra emitir luz parecida a la de un láser en una amplia gama de longitudes de onda, por lo que acepta una gran variedad de aplicaciones.

La luz láser típica no está muy diversificada y presenta restricciones para su uso en un rango muy estrecho.

A continuación, tal y como relata Ye Tian, coautor de la investigación, emplearon este cable para sincronizar los electrones como “un equipo de guardias de honor” con el objetivo de generar más energía. Lo cual se produce gracias a la obtención de energía adicional, que se encarga de excitar a los electrones para que se muevan a una órbita de mayor energía alrededor del núcleo de un átomo. De este modo, emiten gran cantidad de partículas de luz (o fotones) que son visibles ante el ojo humano.

“Imaginé los electrones como atletas remando en un bote. El equipo que pueda hacer olas más grandes y generar mayor potencia ganará la carrera. La mejor estrategia es que todos los atletas remen en la misma dirección”.

Ye Tian, coautor de la investigación.

Específicamente, los científicos a cargo del estudio excitaron electrones energéticos no ligados a la materia, también conocidos como “electrones libres”, con tan solo irradiar un alambre de hierro utilizando un pulso láser ultrarrápido de alta potencia.  Así, dicho pulso aceleró los electrones a una velocidad alta a lo largo del cable y los demás electrones pudieron emitir ondas electromagnéticas que interactuaron con el pulso de electrones libres, para transferir energía a las ondas y amplificarlas.

Gracias a que las ondas de radio poseen las longitudes de onda más largas del espectro electromagnético (estas van desde la amplitud de un edificio muy alto hasta el tamaño de un átomo), esta nueva tecnología podría hallar numerosas aplicaciones, pues brinda un replanteamiento de cómo se puede generar un haz de electrones, sin una gran inversión.

Por ejemplo, según señala la profesora de física de la Universidad de Macquarie en Australia, Judith Dawes, este método implementado por los científicos chinos encontrará aplicaciones útiles para optimizar el control de seguridad en los aeropuertos, por ejemplo. Dado que, las máquinas de escaneo corporal en los aeropuertos usan tecnología de ondas milimétricas y este método más eficiente puede actuar en un amplio espectro de longitudes de onda.

“Los electrones y la luz se acoplan a través de una propagación ondulatoria de los electrones que se mueven en el cable. Esta nueva tecnología permitió que fuentes de luz muy compactas operaran en un amplio espectro de longitudes de onda, desde ondas de radio hasta rayos X”.

Judith Dawes, profesora de física de la Universidad de Macquarie en Australia encargada del estudio de las interacciones de la luz a nanoescala.

Un invento que podría mejorar la velocidad de los dispositivos electrónicos

Además de proveer una mayor eficiencia con respecto al funcionamiento de las máquinas de escaneo corporal en aeropuertos y estos sitios, el nuevo invento de científicos del Instituto de Óptica y Mecánica Fina de Shanghái propone una notable mejora en la velocidad de los dispositivos electrónicos. En otras palabras, permitirá el desarrollo de dispositivos más avanzados (como los teléfonos inteligentes) y por supuesto, abre nuevas posibilidades para los fabricantes de smartphones en China y a nivel mundial.

Según destacan los mismos expertos, el hecho de disfrutar de un mayor refinamiento de luz y hallar una nueva tecnología para producirla con más frecuencia, estos diminutos láseres basados en silicio encontrarán su camino hacia los teléfonos móviles y otros dispositivos, con el objetivo de brindar comunicaciones de alta velocidad y sensores de mejor precisión. Así, ayudará a elevar la velocidad de comunicación de los dispositivos electrónicos más cotidianos, hoy en día.

“Esto podría ser especialmente útil en materiales, como el silicio, que están muy extendidos y se fabrican fácilmente, pero que hasta ahora han resultado difíciles de usar como medios para láseres”.

Nicholas Rivera, físico de la Universidad de Harvard.

Entonces, con su aplicación potencial en el silicio, los smartphones que contienen memoria, computadoras, sensores de movimiento y cámaras, podrán fabricarse en un menor lapso de tiempo. Al mismo tiempo, si todos estos componentes están basados en silicio, los láseres de dicho material garantizarán comunicaciones de alta velocidad.

“Cuantos más tipos de dispositivos podamos diseñar a partir de silicio, más pequeños y más baratos podremos fabricar una gran variedad de sensores y herramientas”.

David Gozzard, investigador del Centro Internacional para la Investigación de Radioastronomía en Australia.