Fabricando una lente gravitacional

Un equipo de investigadores que trabajan en el Laboratorio Nacional de microestructuras de estado sólido y el Departamento de Física de China  ha desarrollado un medio para imitar la lente gravitacional de una manera que permite la visualización de la luz láser alrededor de una esfera. En su artículo publicado en la revista Nature Photonics , el equipo describe la forma en que construyeron una microestructura, cómo funciona y las formas en que podría ser utilizado para un propósito práctico.

Los físicos han sabido desde hace casi un siglo que cuando la luz pasa por un objeto, se dobla por la atracción gravitacional del objeto. Cuanto más grande es un objeto, o más fuerte es su atracción gravitatoria, más se dobla. Con un objeto, como un agujero negro, la atracción puede ser tan grande como para hacer que la luz se doble hasta curvarse por completo, creando lo que se conoce como esfera de fotones. En el mundo real, este tipo de eventos no pueden ser presenciados, por supuesto, ya que la luz queda atrapada. En este nuevo esfuerzo, los investigadores trataron de crear una estructura que simulara la luz doblándose alrededor de una esfera, pero de una manera que permitiera ser vista.

La estructura del equipo se basa en la luz refractada y en el hecho de que  diferentes materiales difractan la luz en diferentes cantidades. El equipo comenzó con una pelota de tamaño microscópico de poliestireno. A continuación, utilizó un proceso de recubrimiento por centrifugación para cubrir la esfera central con un recubrimiento de polímero permitido para variar el espesor de la creación de un material de polímero con un grado constante al  cambio de la refracción.Los diferentes grados de refracción causaron una luz láser que brilla a través de la esfera, imitando eficazmente la acción del agujero negro. Pero, debido a que la luz estaba siendo refractada en el centro de la esfera, los investigadores no eran capaces de verlo como un agujero negro. Para solucionar este problema, los investigadores agregaron puntos cuánticos para el revestimiento del polímero, que absorbe una pequeña cantidad de luz láser y luego emite luz roja en un ángulo, dirigiéndola hacia los investigadores, que grabaron todo en vídeo.

En el vídeo, la luz del láser puede verse doblada a medida que se acerca a la esfera, con el tiempo llega a un punto donde se inclina alrededor de la esfera, creando una esfera de fotones artificial. La estructura imita un agujero negro y por lo tanto se ajusta a la teoría de la relatividad general de Einstein, y por esa razón, los investigadores creen que puede ser utilizada como una herramienta de investigación. El equipo sugiere que también podría resultar útil para dirigir la luz hacia células solares.

Enlacr original: Researchers devise a way to mimic gravitational lensing in a way that can be seen