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La luz láser regresa (literalmente): nuevo fenómeno descubierto


Esquema de la propagación recíproca de la intensidad del pulso láser en diferentes momentos de observación Crédito: Universidad de Osaka

Investigadores de la Universidad de Osaka descubren el fenómeno de la propagación recíproca de la intensidad del pulso láser en el espacio libre.

La propagación en línea recta a velocidad constante en el espacio libre es una característica básica de la luz. En un estudio reciente publicado en Física de las comunicaciones, investigadores de la Universidad de Osaka descubrieron el fenómeno de la propagación recíproca de la intensidad del pulso láser en el espacio libre.

Los acoplamientos espacio-temporales se han utilizado recientemente para producir luz con velocidad, dirección y trayectoria de grupo sintonizables en el espacio libre. Por ejemplo, el foco volador (una intensidad de pulso láser en movimiento en la longitud extendida de Rayleigh), donde el cromatismo longitudinal y el chirrido temporal se combinan para controlar la separación del foco dependiente del espectro en el espacio y la ubicación del pulso dependiente del espectro en el tiempo, respectivamente, tiene velocidad y dirección de grupo de propagación arbitrariamente sintonizables en el espacio y el tiempo.

Sin embargo, en el resultado anterior, el foco de vuelo solo puede propagarse a lo largo de una cierta dirección hacia adelante o hacia atrás, aunque la velocidad del grupo de propagación se puede controlar libremente.

En este estudio, al aumentar drásticamente la longitud de Rayleigh en el espacio y el chirrido temporal en el tiempo, el foco de vuelo recién creado se propaga a lo largo de una trayectoria recíproca en línea recta en el espacio libre. También es posible un enfoque de vuelo recíproco claro con una alta resolución espacial aumentando aún más el chirrido temporal.

“El foco de vuelo recién creado se propaga a lo largo del eje longitudinal primero hacia adelante, luego hacia atrás y finalmente hacia adelante nuevamente, mostrando una trayectoria recíproca en línea recta en el espacio y el tiempo. La velocidad de propagación hacia adelante es la velocidad de la luz en el vacío, mientras que la velocidad de propagación hacia atrás es subluminal ”, explica el autor correspondiente Zhaoyang Li.

Este intrigante fenómeno cambia la comprensión tradicional de la propagación de la luz y puede aplicarse tanto en física fundamental como aplicada.

“Por ejemplo, en nuestra simulación de presión de radiación, puede producir una fuerza de atrapamiento o empuje recíproco en el eje para una esfera pequeña o grande, respectivamente, en el régimen de dispersión de Rayleigh”, dice Zhaoyang Li.

Referencia: “Propagación recíproca de la intensidad del pulso láser en el espacio libre” 4 de mayo de 2021, Física de las comunicaciones.
DOI: 10.1038 /s42005-021-00590-8



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