LA FOTÓNICA PERMITIRÁ FABRICAR DISPOSITIVOS ULTRARRÁPIDOS

Resumen

EN UN FUTURO LA FOTÓNICA DESPLAZARÍA A LA ELECTRÓNICA, AL APROVECHAR FENÓMENOS COMO EL CHOQUE DE LUZ CON LUZ QUE PERMITIRÍA FABRICAR DISPOSITIVOS ULTRARRÁPIDOS EN LOS CUALES, EN LUGAR DE MANIPULAR ELECTRONES PARA DIVERSAS FUNCIONES, SE EMPLEARÍAN FOTONES QUE SE MUEVEN A LA VELOCIDAD DE LA LUZ, AFIRMÓ LUIS MOCHÁN BACKAL, DEL CENTRO DE CIENCIAS FÍSICAS. AL OFRECER LA CONFERENCIA GENERACIÓN DE SEGUNDO ARMÓNICO POR NANOCRISTALES DE SILICIO, EL ESPECIALISTA SEÑALÓ QUE EL AVANCE EN ESTA ÁREA DE INVESTIGACIÓN TIENE MÚLTIPLES APLICACIONES. MEDICINA, INDUSTRIA AERONÁUTICA Y AUTOMOTRIZ, FABRICACIÓN DE VIDRIOS, SISTEMAS DE MECANIZADO Y CONTROL ÓPTICOS, LOS SISTEMAS DE CONTROL DE CALIDAD Y ROBÓTICA, SON ALGUNAS DE ELLAS. EXPLICÓ QUE LA ÓPTICA NO LINEAL ESTUDIA LA INTERACCIÓN DE LUZ CON LUZ, ES DECIR, LAS COLISIONES DE FOTONES CON FOTONES, PROCESO QUE NO PUEDE DARSE EN EL VACÍO PERO SÍ EN MATERIALES ILUMINADOS CON UNA ALTA INTENSIDAD. LA LUZ ES UNA ONDA ELECTROMAGNÉTICA TRANSPARENTE, APUNTÓ. ES DECIR, CUANDO UN HAZ LUMINOSO SE PROPAGA EN CIERTA DIRECCIÓN NO "SIENTE" A OTROS HACES QUE SE CRUCEN EN SU CAMINO. EN UN MATERIAL DICHA SITUACIÓN CAMBIA PORQUE EL CAMPO ELECTROMAGNÉTICO DE UN HAZ SE ACOPLA A LAS CARGAS QUE CONSTITUYEN LA MATERIA, LAS CUALES PUEDEN INTERACCIONAR CON EL CAMPO DE OTRO HAZ. AGREGÓ QUE CUANDO UN FOTÓN (PARTÍCULA LUMINOSA, UN CUANTO DE ENERGÍA ELECTROMAGNÉTICA) SE PROPAGA EN UN MATERIAL REPETIDAMENTE, ES ABSORBIDO GENERANDO ELECTRONES EN ESTADOS EXCITADOS Y HUECOS EN LOS ESTADOS QUE DEJA ATRÁS. AL RECOMBINARSE CADA ELECTRÓN CON EL HUECO CORRESPONDIENTE, SE REGENERA UN FOTÓN IDÉNTICO AL INICIAL. ESTE PROCESO SE REPITE UNA Y OTRA VEZ. AL HABLAR EN EL CICLO DE CONFERENCIAS DE INVIERNO DE REGINA (RED DE GRUPOS DE NANOCIENCIAS), EN EL INSTITUTO DE FÍSICA, MOCHÁN EXPUSO QUE AL INCREMENTAR EN DEMASÍA LA INTENSIDAD LUMINOSA -DE MANERA QUE HAYA MUCHOS MÁS FOTONES- PUEDE SUCEDER QUE UN SEGUNDO FOTÓN SEA ABSORBIDO POR EL ELECTRÓN EXCITADO ANTES DE RECOMBINARSE, CAMBIANDO ASÍ EL COLOR DEL FOTÓN RE-EMITIDO, COMO SI LOS PRIMEROS DOS FOTONES HUBIERAN CHOCADO ENTRE SÍ. STA, EXPLICÓ, ES UNA INTERACCIÓN ENTRE FOTONES MEDIADA POR LAS EXCITACIONES ELECTRÓNICAS DEL MATERIAL Y SE CONOCE COMO GENERACIÓN DE SEGUNDO ARMÓNICO. NORMALMENTE, RECORDÓ LUIS MOCHÁN, EL COLOR DE LA LUZ REFLEJADA POR UN CUERPO ILUMINADO CON LUZ "PURA", COMO LA DE UN LÁSER, TIENE EL MISMO COLOR QUE LA LUZ QUE LO ILUMINA; UNA SUPERFICIE DE CUALQUIER COLOR IRRADIADA CON LUZ ROJA PURA SE VE ROJA, QUIZÁS MÁS O MENOS INTENSA. EN CAMBIO, CUANDO SE GENERA EL SEGUNDO ARMÓNICO, SE PUEDEN COMBINAR FOTONES INFRARROJOS (DE FRECUENCIA LIGERAMENTE MENOR AL DE LA LUZ ROJA) PRODUCIENDO LUZ VERDE. ES DECIR, EN ESTE FENÓMENO EL HAZ LUMINOSO LLEGA DE UN COLOR Y SALE DE UNO DISTINTO. ASÍ, LA GENERACIÓN DE SEGUNDO ARMÓNICO -UNO DE LOS PROCESOS NO LINEALES QUE SE DAN EN LA MATERIA- CONSISTE EN QUE DOS FOTONES SE ABSORBAN Y DE MANERA COHERENTE SE EMITA UN TERCERO QUE SE LLEVA LA ENERGÍA DE LOS ANTERIORES. EL PROCESO, PRECISÓ EL CIENTÍFICO, "PRODUCIDO POR UNA OSCILACIÓN DE CARGAS Y DE CORRIENTES ELÉCTRICAS EN EL MATERIAL", PRODUCE FOTONES DEL DOBLE DE LA FRECUENCIA Y DE LA ENERGÍA DE CADA UNO DE LOS FOTONES INCIDENTES. LA GENERACIÓN DE SEGUNDO ARMÓNICO, EXPLICÓ, ES IMPORTANTE PORQUE PERMITE DISTINGUIR PROCESOS QUE OCURREN AL INTERIOR DE LOS MATERIALES DE LOS QUE SE EFECTÚAN EN LA SUPERFICIE. AL RESPECTO, EL CIENTÍFICO Y SUS COLABORADORES LOGRARON DESARROLLAR UNA TEORÍA QUE DESCRIBE EXPERIMENTOS RECIENTES EN LOS QUE SE INVESTIGARON LAS SUPERFICIES DE NANOPARTÍCULAS DE SILICIO INMERSAS EN VIDRIO. ESTE TRABAJO FUE PUBLICADO RECIENTEMENTE EN LA REVISTA "PHYSICAL REVIEW LETTERS", LA MÁS IMPORTANTE DEL ÁREA DE LA FÍSICA EN EL MUNDO. ESAS NANOPARTÍCULAS SON IMPORTANTES EN CIERTOS DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS MODERNOS COMO LAS LLAMADAS MEMORIAS FLASH, DEL TIPO EMPLEADO EN CÁMARAS FOTOGRÁFICAS Y COMPUTADORAS PORTÁTILES. DICHOS DISPOSITIVOS FUNCIONAN ATRAPANDO ELECTRONES EN LA SUPERFICIE MISMA DE LAS PARTÍCULAS. "SI ELLO SE MODIFICARA PODRÍAN ATRAPAR MEJOR A LOS ELECTRONES O CONSERVARLOS CAPTURADOS DURANTE UN MAYOR TIEMPO, LO CUAL MEJORARÍA EL DESEMPEÑO DE LA MEMORIA", DIJO. PARA LOGRARLO, DEBEN OBTENERSE INTERFACES DE MUCHA CALIDAD. COMO LAS PARTÍCULAS SON MUY PEQUEÑAS Y SE HALLAN SUMERGIDAS EN VIDRIO, EXPLICÓ, LOS FÍSICOS NO CONTÁBAMOS CON HERRAMIENTAS PARA OBSERVAR SUS INTERFACES. AHORA, DEBIDO A LA ENORME PENETRACIÓN DE LUZ EN LA MATERIA, DICHAS NANOPARTÍCULAS PUEDEN ESTUDIARSE EMPLEANDO PROCESOS ÓPTICOS COMO LA GENERACIÓN DE SEGUNDO ARMÓNICO, QUE PUEDEN "INTERROGAR" LA FÍSICA QUE OCURRE EN LA SUPERFICIE MISMA DEL MATERIAL. LUIS MOCHÁN ACLARÓ QUE TRABAJA EN LA GENERACIÓN SUPERFICIAL DE SEGUNDO ARMÓNICO, LA CUAL ES DÉBIL EN COMPARACIÓN, PERO QUE SIRVE PARA ESTUDIAR MATERIALES Y, EN PARTICULAR, SUS SUPERFICIES. PARA ESTE TRABAJO EL CIENTÍFICO COLABORÓ CON INVESTIGADORES DEL PROPI