Vórtices ópticos en materia condensada, el novedoso campo desarrollado por físicos del CONICET

Un artículo publicado en la revista más prestigiosa de la física, Reviews of Modern Physics, repasa avances alcanzados en más de una década y explica por qué esta teoría podría ser clave para mejorar las telecomunicaciones y la electrónica.

Durante los últimos doce años, investigadores del CONICET exploran un nuevo campo de la física teórica que consiste en la interacción de los vórtices ópticos y los sistemas de materia condensada. Su propuesta tiene una rápida evolución y empieza a ser explorada a través de experimentos y aplicaciones que demuestran que podría ser clave para mejorar las telecomunicaciones, la electrónica y las ciencias de los materiales. 

La revista más prestigiosa a nivel mundial en el campo de la física, Reviews of Modern Physics, publica recientemente un artículo que repasa los avances logrados en el campo y las perspectivas para el futuro. Los autores son Guillermo Federico Quinteiro Rosen, investigador del CONICET en el Instituto de Modelado e Innovación Tecnológica (IMIT, CONICET - UNNE); Pablo Ignacio Tamborenea, investigador del CONICET en el  Instituto de Física de Buenos Aires (IFIBA, CONICET – UBA) y Tilmann Kuhn, del Instituto de Teoría del Estado Sólido de la Universidad de Münster, en Alemania.

 Los vórtices son fenómenos que pueden aparecer frecuentemente en la naturaleza. Algunos de los ejemplos más conocidos son los remolinos que se forman por la energía del agua -ya sea en un río o en el desagüe de la pileta de cocina- o del viento, en lo que sería el centro o el ojo de un huracán. 

 Cuando se estudia la luz en física, generalmente se hace referencia a ondas planas, que son uniformes y que no se “arremolinan” alrededor de un centro. Sin embargo, la teoría y los experimentos muestran que la energía de la luz también puede girar alrededor de un punto en el que las cantidades se vuelven cero.

 “Los vórtices ópticos fueron ampliamente estudiados en otras disciplinas, como la óptica, y nosotros trajimos esta idea al campo de  la materia condensada, específicamente al estudio de la interacción con sólidos. Es un subcampo fascinante y está logrando una evolución muy rápida”, destaca Quinteiro Rosen. 

 En el artículo publicado se repasan los distintos trabajos que realizan los investigadores del CONICET desde 2.009, que despiertan el interés de otros grupos de estudio que advierten el enorme potencial que pueden tener estas teorías. Si bien se trata de un campo nuevo y aún son pocos los físicos que están desarrollando experimentos o aplicaciones a partir de esta teoría, los primeros resultados son prometedores. 

 Uno de los campos en los que podrían obtenerse importantes avances es el de las telecomunicaciones. “Han habido intentos de mejorar la velocidad de la transmisión de datos usando vórtices ópticos. Esto tiene un enorme potencial para entidades financieras o militares, pero también para todo tipo de telecomunicaciones porque podrán ser cada vez más veloces y seguras”, señala el primer autor del artículo. 

 En lo que se refiere a la electrónica, esta teoría podría ser útil para controlar la propiedad de spin del electrón, un recurso que está siendo estudiado para aumentar la capacidad y velocidad de los procesadores que componen los distintos dispositivos que utilizamos cotidianamente, como las computadoras y los celulares.