Un “truco de científico” permite grabar la onda de choque simulada que deja tras de sí un haz de luz que viaja “más rápido” que la luz.
Cuando un objeto, caso de un avión, supera la velocidad del sonido su desplazamiento a través del aire produce ondas de gran presión que, al ser superadas por el avión, provocan lo que se conoce como una explosión sonica. A partir de ese punto el avión viaja más rápido que el sonido y las ondas producen un cono alrededor del aparato, lo que impide que el piloto, situado en la punta del cono, pueda escuchar el estampido sónico o el sonido motor del avión, que se queda detrás.
El efecto no es exclusivo del sonido, y también se da en la luz. «Sin embargo mientras que la velocidad del sonido es fácilmente alcanzable y superable por los aviones modernos, respecto a la velocidad de la luz no se puede decir lo mismo», dicen en Light recorded mimicking a sonic boom. De hecho, según la teoría de la relatividad de Einstein nada puede viajar más rápido que la luz en el vacío. Entonces, ¿cómo producir una onda de choque formada por luz en vez de por sonido?
Los investigadores usaron un truco para crear el efecto de un rayo de luz que “supera” la velocidad de la luz. Según explican en NewScientist, los investigadores hicieron pasar un pulso de luz láser verde por un tubo lleno de niebla de hielo seco con los bordes interiores recubiertos de silicona.
Esquema de la “onda de choque” formada por un pulso de luz. ScienceAdvances.
«Debido a que la luz viaja más despacio a través de la silicona que a través de la niebla al desplazarse el pulso láser deja una onda de choque de forma cónica tras de sí», formada por la luz que viaja por la niebla a mayor velocidad y por la luz que se dispersa en la silicona de los bordes, que se va más despacio. De este modo se logra el efecto de que el pulso de luz viaja más rápido que la luz.
El siguiente desafío estuvo en capturar el efecto en una imagen, para lo cual los investigadores emplearon una cámara de barrido LLE-CUP, equivalente a una cámara de 100.000 millones de fotogramas por segundo como la que ya habían empleado para “ver” la luz reflejándose en un espejo o hacer visible un haz de rayo láser desplazándose por el aire.
«Este tipo de cámaras tienen el potencial de servir desde para capturar cambios en la luz del interior de una supernova hasta para capturar la actividad neuronal y hacer visible el “tráfico” cerebral, con lo que esperamos ser capaces de estudiar las redes neuronales para entender cómo funciona el cerebro», explican los investigadores.
Más en Single-shot real-time video recording of a photonic Mach cone induced by a scattered light pulse.