La "luz torcida" enciende un acalorado debate

  • 9 noviembre 2012
Giros en las ondas
El "giro" de las ondas se ha presentado como una manera de llevar enormes cantidades de datos.

Se ha puesto en tela de juicio una idea de la física para incrementar enormemente la capacidad de las ondas de radio y luz de transportar datos, y así revolucionar las comunicaciones.

El enfoque de "luz torcida" o "vórtice óptico" depende de lo que se llama el impulso angular orbital de la luz (ver la explicación más abajo), que ha sido propuesto como un medio -sin explotar- para llevar información.

Pero numerosos investigadores, incluidos algunos que escriben en el New Journal of Physics, dicen que la idea es equivocada.

Respondiendo en la misma publicación, los proponentes insisten en que la idea podrá en su momento incrementar enormemente las tasas de datos.

Esta promesa es tentadora para firmas de telecomunicaciones que se están quedando sin "espacio" en el espectro electromagnético, cada vez más poblado con asignaciones para comunicaciones, medios de difusión y transmisión de información.

"Esto valdría un premio Nobel, si es que están en lo correcto. ¿Se imaginan si todas las comunicaciones pudieran hacerse en una frecuencia?", comentó Bob Nevels, de la Universidad A&M de Texas y expresidente de la Sociedad de Antenas y Propagación del Instituto de Ingenieros Electricistas y Electrónicos (IIEE).

"Si tienen una gran cosa, ¿por qué no está todo el mundo dando saltos de alegría? Porque sabemos que no funcionará", le dijo a la BBC.

El desacuerdo en el New Journal of Physics es una nueva oportunidad para la consagrada práctica del debate abierto en revistas académicas (en contraste con el cada vez más amplio enfoque de debatir asuntos antes de que sean siquiera publicados oficialmente): una especie de "él dice, ella dice" con referencias.

"Meneo" de fotones

El principio detrás de la idea es bastante simple. El fotón, la unidad más básica de luz, lleva dos clases de impulsos, una especie de energía del movimiento.

Una, el impulso angular de rotación, es más conocido como polarización. Los fotones se "menean" a lo largo de una dirección particular, y se pueden separar diferentes polarizaciones, por ejemplo, polarizando anteojos de sol o lentes 3D.

Pero también llevan impulso angular orbital; en analogía con el sistema Tierra-Sol, el impulso angular de rotación se expresa en nuestro planeta rotando alrededor de su eje, mientras que el impulso angular orbital se manifiesta como nuestra traslación alrededor del Sol.

La nueva técnica intenta explotar este impulso angular orbital, esencialmente codificando más datos como un twist, es decir, un giro en las ondas de luz.

Lo que hace al actual debate diabólicamente complejo es discutir si los experimentos de Bo Thide, del Instituto Sueco de Física del Espacio, y sus colegas realmente usan este giro y se benefician de él.

El equipo ha defendido muy públicamente la idea, enviando datos a través de una laguna de Venecia en una prueba descrita por primera vez en un artículo del New Journal of Physics. Pero incluso antes de que este artículo llegara a la prensa, otros investigadores estaban cuestionando la validez del enfoque.

En un documento titulado "Transacciones sobre Antenas y Propagación", del IIEE, Ove Edfors, de la Universidad de Lund, arguyó que lo que estaba ocurriendo era una versión de "entrada múltiple, salida múltiple" o transmisión de datos Mimo, una técnica esbozada por primera vez en la década de los años 70.

Malentendido profesional

"He tratado de tener una discusión con estos tipos, pidiéndoles argumentos, porque todos los argumentos que presentaron han sido perfectamente explicables por teorías clásicas", le comentó a la BBC el profesor Edfors.

"Lo que obtengo es 'usted no entiende, usted no es un físico' y les respondo 'bueno, traten de convencerme'".

Julien Perruisseau-Carrier, del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausana, y sus colegas defienden más o menos el mismo argumento en su comentario publicado esta semana. Pero parece claro que la controversia surge como un conflicto entre las disciplinas de la física y la ingeniería.

"Ellos son físicos, tienen su propia investigación", le dijo a la BBC el profesor Perruisseau-Carrier. "Pero los autores están tratando de derivar parte de su trabajo en una edición de telecomunicaciones.

Señal recibida
El año pasado hubo una "señal recibida". Pero, ¿se podría mejorar enormemente su tamaño?

"El hecho es que no entendieron que lo que estaban haciendo, como lo explicamos, es un subconjunto de algo muy conocido y documentado".

Los detractores sostienen que los ensayos hasta ahora han usado sólo dos "modos" para transmitir información, replicando perfectamente una configuración Mimo y que si el profesor Thide y sus colegas tratan de extender el trabajo a las decenas o los centenares prometidos de modos posibles, fracasarán.

Por su parte, Thide insiste en que son los ingenieros los que entendieron mal.

"El típico ingeniero inalámbrico, incluso si es profesor, no sabe nada sobre el impulso angular", le dijo a la BBC.

"Los puntos planteados por estas personas... se contradicen con todos y cada uno de los libros de texto que existen sobre electrodinámica. Esto no es algo que nosotros inventamos, algo que descubrimos en un descanso para tomar café; en sólidos fundamentos teóricos esto se remonta a través de varios premios Nobel".

Pero la marejada de resistencia a la técnica parece estar creciendo. Nevels y su colega Laszlo Kish, de A&M Texas, elaboraron un documento que creen que es la prueba simple, final, de su imposibilidad, y más académicos están firmando como coautores.

Perruisseau-Carrier dice que se demostrará a su tiempo que la idea es válida o no.

"Ellos mencionaron que tienen algún contacto con compañías de telecomunicaciones, nos alegró mucho ver eso. No cabe duda de que tan pronto como cedan ante un verdadero experto, la gente se dará cuenta (que la idea es defectuosa)".

"Estamos convencidos de que esto no irá a ninguna parte".

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