Investigadores de la Universidad de Tel Aviv han demostrado por primera vez el reflujo de la luz óptica que se propaga hacia adelante. El fenómeno, teorizado hace más de 50 años por físicos cuánticos, nunca antes se ha demostrado con éxito en ningún experimento, hasta ahora.

"Este fenómeno de 'reflujo' es bastante delicado y requiere un control exquisito sobre el estado de una partícula, por lo que su demostración se vio obstaculizada durante medio siglo, "explica el Dr. Alon Bahabad del Departamento de Electrónica Física de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de TAU, quien dirigió la investigación para el estudio.

"Este fenómeno revela un comportamiento poco intuitivo de un sistema compuesto por ondas, ya sea una partícula en mecánica cuántica o un rayo de luz. Nuestra demostración podría ayudar a los científicos a sondear la atmósfera emitiendo un rayo láser e induciendo una señal que se propaga hacia atrás hacia la fuente láser desde un punto dado frente a la fuente láser. También es relevante para los casos en los que se requiere un control preciso de los campos de luz en pequeños volúmenes, como microscopía óptica, pinzas sensoras y ópticas para mover partículas pequeñas, "Dice el Dr. Bahabad.

El estudio, publicado el 16 de enero en Optica , fue realizada por los estudiantes graduados del Dr. Bahabad, el Dr. Yaniv Eliezer, ahora en la Universidad de Yale, y Thomas Zacharias.

La luz es similar a las partículas cuánticas en que ambas pueden construirse a partir de ondas interferentes. Tal construcción, en el que se suman varias ondas para producir una nueva onda, se conoce como superposición. Si una superposición especial de ondas, todo propagándose hacia adelante, esta construido, la onda general puede darse cuenta de lo que se llama "reflujo óptico".

En su experimento de holografía, los científicos dividieron y volvieron a ensamblar un rayo láser en forma de ondas de luz que se propagaban en ángulos positivos con respecto a un eje. Los diferentes haces de luz tuvieron que construirse con mucho cuidado, con valores precisos de su fuerza y ​​retraso. Una vez creada la superposición, Se colocó una pequeña hendidura y se movió perpendicularmente a la viga para, en efecto, Mida la dirección del rayo en diferentes ubicaciones.

La luz que escapaba de la rendija se reveló en la mayoría de los lugares como moviéndose en un ángulo positivo. Pero en algunos lugares, la luz que escapa de la rendija se propaga en un ángulo negativo, a pesar de que la luz que incide en el otro lado de la rendija estaba compuesta por una superposición de haces que se propagaban todos en un ángulo positivo.

"Usamos holografía para crear una manifestación clara del efecto de reflujo, "agrega el Dr. Bahabad." En algún momento nos dimos cuenta de que podemos utilizar un estudio previo nuestro, donde descubrimos el fenómeno matemático conocido como suboscilación, para ayudarnos a diseñar un haz de luz con reflujo ".

"Para concluir, si interfieren las ondas, todos van en una dirección, están construidos de una manera especial, y debía medir la dirección de propagación de la onda general en lugares y momentos específicos, es posible que descubra que la ola retrocede. Esta onda puede describir una partícula usando mecánica cuántica. Este comportamiento sorprendente viola cualquier intuición que obtuvimos de nuestra experiencia diaria con el movimiento de objetos macroscópicos. Sin embargo, todavía obedece las leyes de la naturaleza ".