Última actualización: Miércoles, 8 de diciembre de 2010

"Lightfoil": cuando la luz es capaz de levantar pesos

Vela solar

Los resultados de estos experimentos serán clave para las "velas solares" y los viajes espaciales de largo alcance.

Tal como el aire hace levantarse las alas de un avión, la luz también puede levantar pesos, afirma un grupo de científicos.

El efecto, mostrado primero en simulaciones, fue probado en la práctica con pequeñísimos tubos de vidrio.

Tal como el perfil aerodinámico de las alas, el enfoque, publicado en la revista Nature Photonics, funciona utilizando la presión de la radiación de la luz.

Los resultados son de interés para dirigir "velas solares", un tipo de propulsión para las naves espaciales basado en la misma fuerza.

Cada fotón - o paquete de luz - aporta su propio impulso, y este lightfoil funciona mediante la acumulación del impulso de la luz cuando ésta pasa a través de un material.

Esta presión de la radiación ha sido considerada como una fuente de propulsión sin combustible para las misiones espaciales de larga distancia.

Una "vela solar" que reciba el impulso de los rayos del sol puede ser transportada a una velocidad apenas menor que la velocidad de la luz.

Sin embargo, hasta ahora, nadie pensó utilizar esta presión en un sistema análogo a un perfil alar, o aerodinámico, dice Grover Swarzlander, del Rochester Institute of Technology (RIT), con sede en Nueva York.

"Aquí, en RIT, tenemos un grupo que rastrea el paso de los rayos a través de objetos para producir todo el tiempo material de diseño gráfico por computador", le dijo a la BBC.

"De modo que propuse que sometiéramos este problema a uno de estos programas de rastreo de rayos para ver qué pasaba".

El equipo, entonces, echó a andar simulaciones basadas en un tubo de vidrio semicilíndrico para ver qué pasaba cuando se le aplicaba un haz de luz sin foco.

Vamos arriba

El grupo no sólo descubrió que los tubos comenzaban a elevarse, sino que había varios ángulos a los que los tubos trataban de alinearse.

"Lo sorprendente de nuestro modelo es que muestra que tiene diferentes posiciones de equilibrio rotatorio, de manera que rueda a una posición dada, se queda ahí y continúa experimentando esta elevación", dice el doctor Swarzlander.

Esta presión de la radiación ha sido considerada como una fuente de propulsión sin combustible para las misiones espaciales de larga distancia.

El paso siguiente del equipo fue diseñar pequeñísimos tubos de vidrio, de menor ancho que el de un cabello, para probar científicamente el principio.

Los tubillos fueron hechos flotar en agua, a través de la cual se proyectó un rayo laser. Los tubillos se comportaron tal como se había pronosticado en las simulaciones.

Dado el ampliamente conocido efecto de presión de la radiación, el descubrimiento del levantamiento de tipo óptico es asombroso en el sentido de que nadie hubiera pensado en eso antes.

"Han diseñado experimentos muy efectivos para sacarle partido a las fuerzas ópticas que uno sabe que existen, pero no en un sentido en que se indujera un movimiento colectivo", dice Ortwin Hess, un investigador en óptica del Imperial College de Londres.

El efecto podría también ser de interés para tratar con objetos incluso más pequeños que los finísimos tubos de vidrio de los experimentos del grupo.

El doctor Swarzlander dice que su grupo continuará optimizando la forma de sus lightfoils y, luego, "tratar de penetrar en su régimen microscópico para ver si podemos atar partículas pequeñas -tejido biológico, por ejemplo - a estas light foils para poder arrastrarlas".

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