Científicos construyen el primer anti-láser del mundo
Más de 50 años después de la invención del láser, científicos de la Universidad de Yale han construido el primer anti-láser del mundo, en el cual un haz de luz entrante interfiere con otro de forma que se cancelan perfectamente entre sí. El descubrimiento podría allanar el camino hacia un número de nuevas tecnologías con aplicaciones en todos los ámbitos, desde la computación óptica a la radiología.
Los lásers convencionales, que se inventaron en 1960, usan lo que se conoce como “medio de ganancia” , normalmente un semiconductor como el arseniuro de galio, para producir un haz focalizado de luz coherente – luz con longitudes de onda con la misma frecuencia y amplitud que están sincronizados entre sí.
El verano pasado, el físico de Yale, A. Douglas Stone y su equipo, publicaron un estudio explicando la teoría tras el anti-láser, demostrando que tal dispositivo podría construirse a partir del silicio, el material semiconductor más común. Pero no ha sido hasta ahora, tras unir fuerzas con el grupo experimental de su colega Hui Cao, cuando el equipo ha construido realmente un anti-láser funcional, que ellos llaman amortiguador perfecto coherente (CPA).
El equipo, cuyos resultados aparecen en el ejemplar del 18 de febrero de la revista Science, centraron dos haces láser con frecuencias específicas en una cavidad que contenía una oblea de silicio que actuaba como “medio de pérdida”. La oblea alineaba la luz de las ondas de tal forma que quedaban perfectamente atrapadas, rebotando indefinidamente hasta que finalmente eran absorbidas y transformadas en calor.
Stone cree que los CPAs podrían algún día usarse como interruptores ópticos, detectores y otros componentes en la próxima generación de computadores, conocidos como computadores ópticos, los cuales estarán alimentados por luz además de electrones. Otra aplicación podría ser en radiología, donde Stone dijo que podría emplearse el principio del CPA para focalizar radiación electromagnética en una pequeña región dentro de un tejido humano normalmente opaco, para propósitos terapéuticos o de imagen.
Teóricamente, el CPA debería ser capaz de absorber el 99,999 por ciento de la luz entrante. Debido a limitaciones experimentales, el actual CPA del equipo absorbe el 99,4 por ciento. “Pero el CPA que hemos construido es sólo una prueba de concepto”, comenta Stone. “Confío en que empezaremos a aproximarnos al límite teórico conforme construyamos CPAs más sofisticados”. De forma similar, el primer CPA del equipo tiene aproximadamente un centímetro de diámetro por el momento, pero Stone dice que las simulaciones por ordenador han demostrado cómo construir uno tan pequeño como seis micrómetros (aproximadamente una vigésima parte de la anchura de un cabello humano).
El equipo que construyó el CPA, liderado por Cao y otro físico de Yale, Wenjie Wan, demostró el efecto para la radiación cercana al infrarrojo, que es ligeramente más “roja” de lo que puede ver el ojo y es la frecuencia de luz que absorbe de forma natural el dispositivo cuando se usa silicio común. Pero el equipo espera que, con algunos ajustes de la cavidad y del medio de pérdida en futuras versiones, el CPA será capaz de absorber luz visible así como frecuencias específicas usadas en las comunicaciones por fibra óptica.
Fue mientras explicaba la física compleja tras los lásers a un profesor visitante cuando Stone llegó a la idea del anti-láser. Cuando Stone sugirió a su colega que pensara sobre un láser que trabaja a la inversa para ayudarle a comprender cómo funcionan los láser convencionales, Stone empezó a contemplar si era posible realmente construir un láser que funcionase a la inversa, absorbiendo la luz en una frecuencia específica en lugar de emitirla.
“Pasó de ser un útil experimento mental a tenerme pensando si realmente podía hacerlo”, comenta Stone. “Tras algo de investigación, encontré que algunos físicos habían apuntando tal concepto en libros y artículos científicos, pero ninguno había desarrollado la idea”.
Los ancestros humanos tienen crisis de identidad
Algunos miembros de la familia homínida pueden en realidad proceder de los simios.El primate africano conocido como Ardi, y un par de otras criaturas fósiles ampliamente consideradas como miembros de la familia evolutiva humana – u homínidos para abreviar – pueden estar ocultándose a plena vista, dicen dos antropólogos.
Los rasgos homínidos tales como una posición erguida y pequeños dientes caninos pueden haber evolucionado independientemente en algunos simios antiguos anteriormente excavados, generando la posibilidad de que los supuestos homínidos iniciales hayan sido etiquetados de forma incorrecta, dicen Bernard Wood de la Universidad George Washington en Washington, D.C., y Terry Harrison de la Universidad de Nueva York.
Los rasgos homínidos tales como una posición erguida y pequeños dientes caninos pueden haber evolucionado independientemente en algunos simios antiguos anteriormente excavados, generando la posibilidad de que los supuestos homínidos iniciales hayan sido etiquetados de forma incorrecta, dicen Bernard Wood de la Universidad George Washington en Washington, D.C., y Terry Harrison de la Universidad de Nueva York.
Los investigadores han asignado fósiles africanos datados entre hace 4 y 7 millones de años a tres grupos de homínidos iniciales – Ardipithecus, Orrorin y Sahelanthropus – y han sugerido que estos linajes evolucionaron en homínidos posteriores. Pero cualquiera de los fósiles usados para construir este argumento podría igual de fácilmente representar simios extintos u homínidos de linajes muertos, según concluyen los investigadores en el ejemplar del 17 de febrero de Nature. Los buscadores de fósiles han fallado en gran parte en reconocer este obstáculo de clasificación, afirman.
Las recomendaciones de Wood y Harrison retan las prácticas estándar de los excavadores de asignar una única identidad evolutiva a los nuevos hallazgos, basándose en comparaciones con fósiles y criaturas vivas, sin citar otras posibilidades.
El actual debate no desafía de ninguna manera la idea ampliamente aceptada de que tanto los primeros homínidos como los ancestros de los chimpancés evolucionaron de un ancestro simio común. Pero las opiniones científicas varían mucho en el punto de qué a qué ancestro debía parecerse.
“Los investigadores deben dejar de publicar artículos que digan, básicamente, ‘Este fósil es un homínido inicial, así que trágatelo y acéptalo’”, dice Wood. “Nature y Science podrían cambiar esta práctica de la noche a la mañana si quisieran”.
El antropólogo Tim White de la Universidad de California en Berkeley, responde que, al menos para Ardi, los estudios comparativos en 2009 descartan la posibilidad de que fuese un simio. White lideró el equipo que excavó y analizó el esqueleto parcial de Ardi de 4,4 millones de años (SN: 1/16/10, p. 22).
Los restos de Ardi muestran muchas similitudes con los siguientes homínidos de África Oriental, añade White (SN: 4/15/06, p. 227). Propone agrupar todos los homínidos iniciales propuestos en un género Ardipithecus que evolucionó en el género Australopithecus hace 4,1 millones de años. Por contra, Wood y Harrison sospechan que los homínidos iniciales – sean cuales sean sus identidades – se ramificaron en muchas direcciones evolutivas diferentes.
“Sin nuevos datos, nuevas ideas, nuevos métodos, nuevas hipótesis, nuevos experimentos, nuevos fósiles, ni siquiera nueva clasificación, este artículo llevará a todo el mundo a preguntarse qué ha pasado con el proceso de revisión por pares de Nature”, dice White.
Otros dan la bienvenida a la advertencia de Wood y Harrison. Una posición erguida y otras características consideradas en un tiempo como signos homínidos, evolucionaron independientemente en muchos primates antiguos, resalta la antropóloga Tracy Kivell del Instituto Max Planck para Antropología Evolutiva en Leipzig, Alemania.
La evolución paralela de estos rasgos hace que el estado evolutivo propuesto de los homínidos iniciales propuestos sea “más incierto de lo que se describe originalmente”, dice Kivell.
Los científicos actualmente no tienen una buena forma, ya sea con huesos o genes, de poner a prueba la hipótesis propuesta de que los homínidos iniciales son ancestros como se advierte, señala el antropólogo John Hawks de la Universidad de Wisconsin–Madison.
Wood y Harrison debaten dos vías provisionales de clasificación de homínidos que se fueron de las manos.
En un caso de hace más de 30 años, los científicos pensaron que unos fósiles asiáticos de 12 millones de años procedentes de una criatura llamada Ramapithecus pertenecían a los homínidos, hasta que posteriores investigaciones lo fijaron como un ancestro del orangután.
Un segundo caso es el del Oreopithecus, de hace 7-8 millones de años, designado como homínido hace 50 años. Esta criatura andaba erguida con un modo de andar arrastrando los pies y mostraba otras características homínidas. Pero en la década de 1990, el Oreopithecus fue desenmascarado como un simio que evolucionó algunos rasgos inusuales en las islas mediterráneas.
Fuente Original: Ciencia Kanija
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