"Remolinos" de luz para manipular nanopartículas

Un profesor de la Universidad de Córdoba, junto a colegas europeos, ha desarrollado un método que simplifica y abarata el proceso para controlar materia a escala nanométrica. En concreto, se ha centrado en la producción de vórtices de luz vectoriales con distintos patrones de polarización, cada uno con sus propias aplicaciones tecnológicas.

Configuración de polarización para un vórtice vectorial polarizado radialmente y otro en espiral. / J. Jimenez-Garcia, P. Rodriguez et al.

Una millonésima parte de un milímetro. Esa es la escala en la que trabaja la nanotecnología para manipular la materia. Su impacto en los últimos avances tecnológicos es incuestionable debido a sus múltiples aplicaciones, pero su verdadero potencial aún está por descubrir y pocos científicos dudan de que guiará a la humanidad hacia una nueva revolución industrial.

Ahora el profesor de física de la Universidad de Córdoba (UCO) Pedro Rodríguez García, junto a otros colegas europeos, ha publicado en la revista Physical Review Letters un nuevo mecanismo que simplifica y abarata el proceso para interaccionar con nanopartículas.

Uno de los elementos de los que se sirve la comunidad científica para controlar la materia a esta escala tan pequeña es lo que se denomina ‘vórtices’ de luz, una especie de haces o remolinos que giran e inciden sobre el objeto microscópico transmitiéndole su movimiento. El físico cordobés, en colaboración con la Universidad de Strathclyde en Glasgow, en la que estuvo investigando gracias al Programa Propio de Fomento de la Investigación de la UCO, ha conseguido producir este tipo de luz.

La novedad del estudio es que lo ha hecho utilizando un método mucho más sencillo de lo habitual: una configuración con láser. Según destaca el propio investigador, hasta la fecha, para producir estos vórtices, se utilizaba “una gran cantidad de instrumentos en un montaje mucho más complejo”. Ahora la investigación ha permitido canalizar todo el proceso a través de un único dispositivo, lo que hace que el procedimiento sea mucho más simple y económico.

Creación de vórtices de luz vectoriales

Concretamente, el profesor ha conseguido producir un tipo de vórtices de luz denominados vectoriales, caracterizados por tener una polarización (capacidad que tienen las ondas para oscilar con más de una orientación) no uniforme. Esta clase de vórtices, por lo tanto, produce diferentes patrones de polarización y cada uno de estos patrones ofrece diferentes aplicaciones tecnológicas.

Aquí es donde radica otra de las grandes novedades del hallazgo: al canalizarse todo el proceso en un único dispositivo se puede cambiar el patrón de polarización, modificando la corriente que se le suministra a este dispositivo, lo que hace que el nuevo método sea versátil y ofrezca cuantiosas utilidades en micromecanización, 'atrapamiento' de átomos, iluminación de nanopartículas, microscopios, computación o medicina.

Referencia bibliográfica:

Jesus Jimenez-Garcia, Pedro Rodriguez, T. Guillet, and T. Ackemann. "Spontaneous Formation of Vector Vortex Beams in Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers with Feedback". Phys. Rev. Lett. 119, 113902, 15 de septiembre 2017

Fuente: Universidad de Córdoba (UCO)