Una colaboración de investigación que incluye a físicos teóricos de la Universidad de Bristol y Birmingham ha encontrado una nueva forma de evaluar cómo fluye la luz a través del espacio, atando nudos en él.

La luz láser puede parecer una sola, haz bien enfocado. De hecho, es un campo electromagnético, vibrando en forma de elipse en cada punto del espacio. Se dice que esta luz multidireccional está "polarizada".

El efecto se puede ver con gafas de sol polarizadas, que solo permiten que penetre una dirección de luz. Sosteniéndolos hacia el cielo y girándolos, los espectadores verán parches más oscuros y más brillantes a medida que la luz que fluye en diferentes direcciones aparece y desaparece.

Ahora, Los científicos han podido utilizar tecnología holográfica para torcer un rayo láser polarizado en nudos.

Profesor Mark Dennis, de la Escuela de Física de la Universidad de Bristol y la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Birmingham, dirigió la parte teórica de la investigación.

Él dijo:"Todos estamos familiarizados con hacer nudos en sustancias tangibles como cordones de zapatos o cintas. Una rama de las matemáticas llamada 'teoría de los nudos' puede usarse para analizar tales nudos contando sus lazos y cruces.

"Con luz, sin embargo, las cosas se vuelven un poco más complejas. No es solo una viga en forma de hilo que se anuda, sino la totalidad del espacio o "campo" en el que se mueve.

"Desde el punto de vista matemático, no es el nudo lo que es interesante, es el espacio que lo rodea. Las propiedades geométricas y espaciales del campo se conocen como topología ".

Para analizar la topología de los campos de luz anudados, investigadores de universidades de Bristol, Birmingham, Ottowa y Rochester utilizaron haces de luz polarizada para crear estructuras conocidas como 'singularidades de polarización'.

Descubierto por el profesor John Nye en Bristol hace más de 35 años, Las singularidades de polarización ocurren en puntos donde la elipse de polarización es circular, con otras polarizaciones envolviéndolos. En 3 dimensiones, estas singularidades ocurren a lo largo de líneas, en este caso creando nudos.

El equipo pudo crear nudos de mucha mayor complejidad de lo que era posible anteriormente a la luz y los analizó con gran detalle.

El profesor Dennis agregó:"Uno de los propósitos de la topología es hablar de mostrar datos en términos de líneas y superficies. Las superficies del mundo real tienen muchos más agujeros de los que predijeron las matemáticas".