Investigación chilena establece las leyes de los "remolinos de luz"

Los vórtices son fenómenos que pueden contemplarse en acontecimientos de la naturaleza como las turbulencias, los huracanes o los remolinos de nuestro cabello, y pese a que su aplicación ha sido largamente estudiada, las leyes que rigen su creación no habían sido establecidas hasta ahora.

El equipo de investigadores, entre los que participa Valeska Zambra, egresada del Departamento de Física de la FCFM y actual estudiante del doctorado del Institute of Science and Technology Austria (ISTA)s, el académico del DFI, Marcel Clerc, y el físico Esteban Aguilera (exestudiante del magíster en ciencias mención Física de la U. de Chile), se basó en experimentos de cristales líquidos para establecer una ley de creación de vórtices.

“Los vórtices en la materia son fundamentales para crear remolinos de luz, los cuales han sido ocupados para mover objetos microscópicos (pinzas ópticas), telecomunicación en espacio libre, elementos en computación cuántica, y en el análisis de imágenes astronómicas”, explica Valeska Zambra. “Con un determinado voltaje, temperatura aplicada y dependiente del material de la superficie receptora, es posible determinar el número de vórtices (torbellinos) que se crearán”, añade. “Esta ley permitirá el desarrollo de nuevas aplicaciones por ejemplo en procesamiento de imágenes astronómicas, ya que ahora sabremos cuántos vórtices espontáneamente puede engendrar un sistema”, asegura.  

En la búsqueda de más conocimiento

Los científicos han decidido que este descubrimiento es solo el comienzo. “Nuestra predicciones muestran un comportamiento que depende de la propiedad del material por ello estamos preparando nuevos experimentos, sabemos que hay mucho por descubrir”, indica Marcel Clerc, académico del Departamento de Física FCFM de la Universidad de Chile e investigador del Instituto Milenio de Óptica MIRO. 

Para lograr este hallazgo, durante dos años, Clerc y Zambra diseñaron y llevaron a cabo experimentos, análisis de imágenes y sus estudios estadísticos. Clerc desarrolló el modelamiento matemático, mientras que Esteban Aguilera estableció las simulaciones computacionales numéricas de ecuaciones que rigen el sistema y su respectivo análisis estadístico. 

Los resultados del trabajo aparecieron publicados en la revista Nonlinear Dynamics bajo el título “Vortices nucleation by inherent fluctuations in nematic liquid crystal cells” (“Nucleación de vórtices por fluctuaciones inherentes en células nemáticas de cristal líquido”), para ver el artículo original revisa el siguiente enlace https://link.springer.com/article/10.1007/s11071-022-07396-5