Científicos desarrollan método para transportar luz con bajo consumo energético
Tiempo de lectura: 2 minutos Un equipo de investigadores liderado por la Universidad de Chile y el Instituto Milenio de Investigación en Óptica (MIRO) diseñó un mecanismo para guiar la luz sin que se disperse y utilizando niveles mínimos de potencia.
En la era digital, donde el flujo constante de datos impulsa la economía global, dominar la trayectoria de las partículas luminosas es indispensable para optimizar el rendimiento de los microprocesadores y las redes de telecomunicaciones.
Frente a esta problemática, científicos chilenos en colaboración con pares internacionales demostraron que es viable trasladar paquetes de luz de forma compacta y controlada dentro de una red fotónica, evitando que el haz pierda su estructura o se disperse en el trayecto.
Hasta la fecha, retener la forma de los paquetes de luz durante su desplazamiento requería recurrir a fenómenos ópticos no lineales. Estos métodos exigían la utilización de láseres de altísima potencia lumínica, lo que conllevaba un elevado gasto energético y limitaba su integración en dispositivos cotidianos.
Controlar la luz sin dispersión y a baja potencia
La innovación liderada por el académico del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la Universidad de Chile, Rodrigo Vicencio, rompe dicho paradigma al operar completamente en un régimen lineal.
«El transporte de energía constituye un problema fundamental de la física, independiente del área de especialización. Responder cómo, por ejemplo, la luz o la materia viajan de un lugar a otro y cómo podemos controlar ese viaje, constituyen preguntas fundamentales desde el inicio del pensamiento humano. En este trabajo logramos transportar luz de forma compacta en una red fotónica», detalló Vicencio.
Para lograrlo, los científicos estructuraron una red fotónica que simula campos magnéticos efectivos —un recurso habitual en la física óptica para manipular la luz— e incorporaron una modulación temporal al sistema. Esta arquitectura permite empujar las excitaciones lumínicas hacia la izquierda o hacia la derecha a voluntad, manteniendo el paquete de luz intacto sin importar la potencia aplicada.
Colaboración científica
El estudio, titulado Phase-controlled transport of Floquet-driven compact topological photonic states, fue fruto de un trabajo de más de dos años que articuló el modelamiento teórico, las simulaciones computacionales y la fabricación experimental.
El proyecto contó con la participación de Gabriel Cáceres y Helena Drüeke, investigadores de la Universidad de Rostock (Alemania), quienes aportaron en el desarrollo teórico y el análisis topológico del sistema Floquet. En Chile, la investigadora de MIRO Paloma Vildoso estuvo a cargo de la manufactura de las redes fotónicas y del posterior análisis de datos, mientras que Rodrigo Vicencio encabezó el liderazgo integral, las simulaciones numéricas y la dirección experimental.
Aunque se trata de ciencia fundamental, el éxito del experimento entrega una solución concreta y aplicable al diseño de circuitos ópticos. El siguiente paso del equipo será evaluar este comportamiento en redes con geometrías complejas y en dimensiones superiores.
