Unha tese da UVigo avanza no coñecemento dos átomos ultrafríos e da luz líquida

A ecuación de Schrödinger da mecánica cuántica, que describe a evolución temporal dunha partícula subatómica masiva de natureza ondulatoria e non relativista, ten unha importancia fundamental. Esta ecuación é ademais empregada en todo tipo de ámbitos, desde a física ás ciencias sociais, pois permite modelar unha gran cantidade de fenómenos non lineais que aparecen na natureza, como as ondas de auga. Na súa tese de doutoramento, David Feijoo Pérez realizou unha análise de diferentes propiedades de dous sistemas de grande interese na física moderna que están conectados porque ambos poden ser descritos por esta ecuación matemática: os átomos ultrafríos e a luz líquida. A tese, dirixida por Ángel Paredes Galán e Humberto Michinel Álvarez, é froito de tres anos e medio de traballo na Área de Óptica da Universidade de Vigo, cuxos investigadores son os responsables do descubrimento do estado líquido da luz.

A ecuación de Schrödinger ten unha grande importancia en todo tipo de ámbitos

Presentada na Facultade de Ciencias do campus de Ourense, a tese levou por título New aspects of matter and optical waves from the nonlinear Schrödinger equation. “O traballo ten un carácter marcadamente teórico, empregándose a ecuación non lineal de Schrödinger para a modelaxe e descrición dos distintos fenómenos e características estudados”, comenta o investigador. Na tese de doutoramento, explica o físico ourensán, “estudáronse primeiramente distintos protocolos de xeración de ondas solitarias ou solitóns nun condensado de Bose-Einstein, o máximo expoñente dos átomos ultrafríos. Posteriormente, analizáronse os fenómenos de cavitación e forza de arrastre no seo da luz líquida”. Para finalizar, engade, no estudo describíronse as posibles solucións solitónicas dunha guía de ondas de triplo núcleo con simetría paridade-tempo, traballo realizado este último con investigadores da Universidade de Lisboa.

Publicidade

No contexto do condensado de Bose-Einstein, destaca Feijoo Pérez, “abordamos principalmente diversos protocolos de emisión controlada de solitóns de materia”, sendo os solitóns perturbacións que manteñen a súa forma e tamaño orixinais, que non se deforman ao longo da súa propagación. Este control lévase a cabo, sinala, mediante a manipulación no tempo e no espazo da denominada lonxitude de scattering do condensado (parámetro que controla as interaccións entre as partículas que o integran), o cal, desde o punto de vista experimental, implica o uso de campos magnéticos e ópticos coñecidos como resonancias de Feshbach.

No caso da óptica non lineal, engade, “analizamos algunhas propiedades da denominada luz líquida, fenómeno que se produce cando feixes de luz de alta intensidade (normalmente láser) se propagan a través de medios ópticos cunha non linealidade cúbico-quíntica”. No referente á propagación da luz en medios ópticos non lineais, subliña o investigador, “primeiramente, observouse e estudouse o fenómeno de cavitación, que de xeito coloquial pode describirse como a xeración de cavidades ou burbullas nun líquido, neste caso na denominada luz líquida. Posteriormente, analizáronse os distintos efectos da forza de arrastre, é dicir de fricción, tamén no devandito líquido de luz”.

A aplicación podería avanzar no deseño de dispositivos fotónicos

Sobre a importancia das achegas realizadas con este estudo, o investigador salienta a posibilidade de que se poidan empregar os protocolos de xeración e o manexo dos solitóns no condensado de Bose-Einstein na confección dun interferómetro de tipo atómico, con vistas a intentar mellorar a precisión destes aparellos. “No referente ao líquido de luz é interesante o estudo das súas propiedades para entender máis sobre o fenómeno: no caso específico da cavitación podería ser interesante tamén o seu uso con fins interferométricos e para selección de sinais ópticas”, comenta Feijoo Pérez, que continúa traballando nesta liña de investigación teórica.

O apartado correspondente á descrición do fenómeno de cavitación no líquido de luz foi portada da revista referente internacional en física Physical Review Letters na súa edición de maio do ano 2014, cun artigo asinado xunto aos seus directores de tese. Nese artigo, os investigadores ourensáns explicaban o seu descubrimento de que nun choque entre dúas ondas de diferente tamaño chamadas solitóns, o solitón pequeno atravesa o grande en forma de buraco negro, formando o baleiro, e sae reconvertido outra vez na onda brillante que era ao principio. Esta demostración e o coñecemento desenvolvido na tese presentada este curso por David Feijoo abren novas vías para coñecer e entender as propiedades da luz e avanzar no deseño de dispositivos fotónicos.

DEIXAR UNHA RESPOSTA

Please enter your comment!
Please enter your name here

Este sitio emprega Akismet para reducir o spam. Aprende como se procesan os datos dos teus comentarios.

Relacionadas

Xeran na Estación Espacial o quinto estado da materia: o condensado Bose-Einstein

O laboratorio espacial, ideado pola NASA, conseguiu producir unha materia exótica ultrafría que permitirá afondar en novos aspectos da física fundamental