Hacer brillar una luz a través de materiales opacos parece imposible. Y todavía, Investigadores del Instituto Debye de Ciencia de Nanomateriales (Universidad de Utrecht) y la Universidad de Twente han logrado aumentar la transmisión de luz a través de un material opaco al iluminarlo a lo largo de caminos especiales. Esto podría conducir a una mejor comprensión del transporte de luz a través de materiales como la piel. Los investigadores publicaron sus resultados en la prestigiosa revista Óptica Express el 7 de noviembre, 2016.

La difusión de luz es un fenómeno que ocurre cuando las ondas de luz entran en contacto con una superficie irregular o en un objeto con una estructura no homogénea. Esta difusión hace que sea imposible ver a través de la piel, papel o nubes, por ejemplo. Estos materiales son en gran parte opacos, y solo un pequeño porcentaje de la luz puede penetrar a través de ellos. Y, sin embargo, estos materiales tienen canales abiertos, caminos especiales a través del material que pueden seguir las ondas de luz, no importa cuán grueso sea el material. Utrecht Ph.D. El estudiante Jeroen Bosch ha localizado estos canales abiertos para enviar mucha más luz a través de un material opaco.

Ping pong con luz

Para descubrir con precisión cómo se debe proyectar la luz sobre el material, los investigadores "jugaron al ping pong" con la luz. "Enviamos la luz a través del material de forma aleatoria, y luego usamos datos sobre la dispersión de la luz para enviarla por el mismo camino de una manera ligeramente diferente, "Bosch explica". De esa manera, más luz pasa a través del material ". Repitiendo el proceso varias veces, enviando la luz de un lado a otro a través del material, los investigadores descubrieron qué forma debe tener la onda de luz para abrirse paso a través del material.

Todos los colores son diferentes

La forma del frente de onda, el borde frontal de la onda de luz, determina el grado en que la luz puede penetrar a través del material. Y la forma óptima del frente de onda es diferente para cada color de luz. "El principio funciona para todas las longitudes de onda, pero para cada longitud de onda, solo hay una forma de frente de onda que funciona, "dice Bosch." Si arreglas la forma del frente de onda y luego cambias la longitud de onda, ves que cada vez menos luz penetra a través del material ".

Este conocimiento de la dependencia de la longitud de onda de los canales abiertos proporciona a los investigadores una medida de la "longitud de la trayectoria" de estos canales abiertos. ¿Cuánto tiempo viaja la luz por un camino tan especial? La respuesta a esta pregunta proporciona información sobre el transporte de la luz a través de materiales difusores, lo cual es extremadamente útil para mirar dentro y a través de dichos materiales.