Navegando por las tranquilas aguas del vacío, un fotón de luz se mueve a unos 300 mil kilómetros (186 mil millas) por segundo. Esto establece un límite firme sobre la rapidez con la que un susurro de información puede viajar a cualquier parte del Universo.
Si bien es poco probable que esta ley se rompa, hay características de la luz que no siguen las mismas reglas. Manipularlos no acelerará nuestra capacidad de viajar a las estrellas, pero podrían ayudarnos a despejar el camino hacia una clase completamente nueva de tecnología láser.

Los físicos han estado jugando duro y rápido con el límite de velocidad de los pulsos de luz durante un tiempo, acelerándolos e incluso ralentizándolos a un punto muerto virtual utilizando varios materiales como gases atómicos fríos, cristales refractivos y fibras ópticas.

Esta vez, los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California y la Universidad de Rochester en Nueva York lo han manejado dentro de enjambres calientes de partículas cargadas, ajustando la velocidad de las ondas de luz dentro del plasma a alrededor de una décima parte del vacío habitual de la luz. velocidad a más del 30 por ciento más rápido.

Para romper los corazones de aquellos que esperan que nos lleve a Proxima Centauri y regrese a tiempo para tomar el té, este viaje superlumínico está dentro de las leyes de la física. Lo siento.

La velocidad de un fotón está fijada en su lugar por el tejido de campos eléctricos y magnéticos conocidos como electromagnetismo. No hay forma de evitar eso, pero los pulsos de fotones dentro de frecuencias estrechas también se empujan de manera que crean ondas regulares.

El ascenso y descenso rítmico de grupos enteros de ondas de luz se mueve a través de las cosas a una velocidad descrita como velocidad de grupo, y es esta ‘onda de ondas’ la que puede ajustarse para reducir la velocidad o acelerar, dependiendo de las condiciones electromagnéticas de su entorno.

Al quitar los electrones de una corriente de iones de hidrógeno y helio con un láser, los investigadores pudieron cambiar la velocidad de grupo de los pulsos de luz enviados a través de ellos por una segunda fuente de luz, poniendo los frenos o simplificándolos ajustando la proporción del gas y obligando a las características del pulso a cambiar de forma.

El efecto general se debió a la refracción de los campos del plasma y la luz polarizada del láser primario utilizado para eliminarlos. Las ondas de luz individuales seguían avanzando a su ritmo habitual, incluso cuando su danza colectiva parecía acelerarse.

Desde un punto de vista teórico, el experimento ayuda a desarrollar la física de los plasmas y a imponer nuevas limitaciones a la precisión de los modelos actuales.

En términos prácticos, esta es una buena noticia para las tecnologías avanzadas que esperan entre bastidores pistas sobre cómo sortear los obstáculos que impiden que se conviertan en realidad.

Los láseres serían los grandes ganadores aquí, especialmente la variedad increíblemente poderosa. Los láseres de la vieja escuela se basan en materiales ópticos de estado sólido, que tienden a dañarse a medida que aumenta la energía. El uso de corrientes de plasma para amplificar o cambiar las características de la luz solucionaría este problema, pero para aprovecharlo al máximo, realmente necesitamos modelar sus características electromagnéticas.

No es una coincidencia que el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore esté interesado en comprender la naturaleza óptica de los plasmas, ya que alberga algunas de las tecnologías láser más impresionantes del mundo.

Láseres cada vez más potentes son justo lo que necesitamos para una gran cantidad de aplicaciones, desde aumentar los aceleradores de partículas hasta mejorar la tecnología de fusión limpia.

Puede que no nos ayude a movernos por el espacio más rápido, pero son estos mismos descubrimientos los que nos acelerarán hacia el tipo de futuro con el que todos soñamos.

Articulo publicado orioginalmente en: Physical Review Letters.