Rocío Jáuregui empuja, atrapa y manipula átomos con luz

CIUDAD DE MÉXICO.- Según información publicada en la página web de la UNAM, los haces lumínicos pueden empujar y atrapar la materia; por ello, físicos de todo el mundo, entre los que figuran dos grupos de la UNAM, desarrollan herramientas láser para controlar átomos extremadamente fríos –con temperaturas cercanas al cero absoluto– a través de pinzas, trampas y redes ópticas que permiten su manipulación, indicó Rocío Jáuregui Renaud, investigadora del Instituto de Física y profesora de la Facultad de Ciencias de esta casa de estudios.

Pinzas, trampas y redes ópticas son desarrolladas para dirigir la trayectoria de partículas microscópicas frías, indicó la doctora Rocío Jáuregui, del Instituto de Física de la UNAM

En la conferencia Micromanipulación óptica, ofrecida en el ciclo La Ciencia Más Allá del Aula, en el auditorio A de la Facultad de Química, Jáuregui explicó que la luz es una onda electromagnética que puede controlar el movimiento de los objetos. En condiciones particulares es capaz de detener a las partículas mínimas.

Además del conocimiento básico que estos artefactos ofrecen a los físicos ópticos, la manipulación tiene varias aplicaciones entre las que destacan el desarrollo de relojes atómicos (los más precisos del mundo), el avance de los Sistemas de Posicionamiento Global (también llamados GPS por sus siglas en inglés y que son un conglomerado de satélites alineados fuera de la Tierra útiles para estudios geográficos y localización de objetos y personas) y el uso de átomos y luz como “objetos cuánticos” que permiten almacenar grandes cantidades de información, concluyó la investigadora.

A partir de la popularización de los láseres en la segunda mitad del siglo XX, especialistas en las propiedades de la energía que hace visible el entorno exploraron, desde los años 70, la micromanipulación óptica.

Estos trabajos permitieron desarrollar pinzas, redes y trampas magneto-ópticas que sirven para atrapar, rotar y ordenar objetos que van desde partículas microscópicas (como material genético contenido en un trozo de ADN) hasta átomos de metales, a través de uno o varios haces luminosos coherentes.

Herramientas lumínicas

Jáuregui explicó que las pinzas ópticas consisten en un láser dirigido a una región minúscula. Para funcionar, este método parte del principio de que algunos cuerpos microscópicos son atraídos a regiones donde la intensidad de la luz es máxima, mientras que otros son repelidos.

Aquellos captados por la zona iluminada quedan prendidos y pueden ser conducidos, ya sea moviendo el rayo o la muestra que contiene a la partícula. En contraste, los rechazados son retenidos en regiones oscuras rodeadas de claridad.

Otra herramienta son las trampas magneto-ópticas que utilizan átomos de rubidio 87 fríos dentro de una cámara al alto vacío. En una temperatura cercana al cero absoluto, las partículas mínimas se vuelven lentas y son aprisionadas en el artefacto, que utiliza varios láseres para tener dominio sobre ellos.

Una forma original de este tipo de mando son las redes ópticas, que añaden al control microscópico una estructura con ingeniería propia que favorece la creatividad de los científicos, dijo la doctora en Física.

“Con estos instrumentos es posible crear diseños para que los átomos se trasladen a puntos específicos; estos movimientos incluyen la rotación”, señaló.