Físicos rompen el límite de la velocidad de la luz usando pulsos de láser

Una regla fundamental que rige el universo es que nada puede viajar más rápido la luz, cuya velocidad en el vacío es aproximadamente 300.000 kilómetros por segundo.

Sin embargo, cuando un pulso de luz atraviesa un material o un medio, sus ondas pueden propagarse o distorsionarse, lo que hace que viajen más rápido o más lento que la velocidad de la luz en el vacío.

Un equipo de físicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California (EE. UU.) ha conseguido que los pulsos de láser superen esa velocidad límite al viajar a través de un plasma, el estado de la materia que es básicamente gas ionizado con alta conductividad eléctrica. La investigación está publicada en Physical Review Letters.

Primero, dispararon un potente láser, llamado rayo de bombeo, a un chorro de gas hidrógeno y helio, lo cual creó un plasma. Luego, apuntaron otro pulso láser, llamado rayo sonda, al plasma.

Los investigadores explicaron que las interacciones con los dos rayos alteraron el índice de refracción del plasma: el modo en que la luz viaja por ese medio.

Para modular el índice de refracción, el equipo ajustó la longitud de onda de los dos láseres. Luego, midieron cuánto tiempo tardaba cada pulso de luz del rayo sonda en viajar hasta una cámara.

Cuando el haz del rayo sonda tenía una longitud de onda mayor a la del rayo de bombeo, se movía apenas a un 12% de la velocidad de la luz en el vacío. Pero cuando tenía una longitud de onda inferior, viajaba hasta un 30% más rápido que esa velocidad límite.

A pesar de este resultado, los investigadores no violaron ninguna ley de la Física, ya que midieron el pico del pulso —su área más brillante— en lugar del movimiento de todo el pulso o de cualquiera de sus fotones (partículas de luz).

En ese sentido, Clément Goyon, autor principal del estudio, expresó: “No violamos los principios de Einstein porque no decimos que la información está viajando más rápido que la luz”.

Antes ya se había logrado que la luz viaje por encima de su límite de velocidad en medios que incluyen gases atómicos y fibras ópticas.

En base a este nuevo avance, la capacidad de manipular la luz con un plasma podría permitir experimentos que ahora son imposibles debido a que requieren láseres tan potentes que dañarían los dispositivos ópticos. El uso de corrientes de plasma para amplificar o cambiar las características de la luz podría solucionar este problema.