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    Solitones láser:teoría, topología y aplicaciones potenciales

    Crédito:CC0 Public Domain

    En casi todas las situaciones, incluso en el vacío, la luz no puede viajar sin fin sin disiparse. Los pulsos de luz conocidos como solitones que se propagan a lo largo de las fibras a largas distancias sin cambiar su forma o perder el enfoque han encontrado aplicaciones en la transmisión de datos. pero incluso estos se disipan gradualmente a menos que el medio por el que viajan tenga una absorbancia ultrabaja. Nikolay Rosanov de la Universidad Nacional de Investigación de Tecnologías de la Información, Mecánica, y Óptica (ITMO), San Petersburgo, Rusia y su equipo han estado trabajando en una solución a este problema —solitones láser— desde la década de 1980; un documento de coloquio que resume su trabajo reciente en esta área se ha publicado ahora en La Revista Física Europea D .

    Rosanov y su grupo comenzaron su trabajo con simulaciones por computadora, lo que sugiere que, en teoría, era posible producir un solitón estable en un láser de gran apertura si se estabilizaba mediante radiación externa. Esta predicción pronto se confirmó experimentalmente, y el grupo ha estudiado estos llamados solitones disipativos desde entonces.

    Más reciente, los investigadores han demostrado teóricamente que es posible crear tales solitones sin el uso de radiación externa coherente y estable. Utilizando programación paralela en supercomputadoras de alto rendimiento, Primero modelaron un pulso de luz que se localiza en una dimensión (un solitón 1D) antes de extender su técnica para modelar solitones en dos y luego en tres dimensiones. Estos solitones tridimensionales tienen una estructura interna compleja con topologías distintivas; estos han recibido nombres descriptivos como 'manzana', 'trébol' y 'nudo de Salomón' y se ha demostrado que se fusionan.

    Rosanov y sus colegas todavía tienen preguntas que responder antes de que su teoría se pueda poner en práctica. Una vez que ha sido sin embargo, la estabilidad de estos solitones y de su topología sugiere aplicaciones potenciales en el almacenamiento de información digital. De ninguna manera es imposible que podamos, Un día, utilice computadoras que tengan matrices de solitones láser en lugar de los discos duros actuales.

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