Es poco intuitivo imaginar una linterna lanzando un chorro de luz y empujando nuestra mano hacía el lado contrario. Quizá lo más cercano a eso puedan ser las naves futuristas que aparecen en algunas novelas de ciencia ficción que proyectan su halo de fotones y empujan a la supuesta nave a través del hiperespacio. Pero lo normal es que la luz no empuje de ninguna manera y no sea más que un manojo de ondas electromagnéticas ejerciendo las funciones que le mandan las leyes de la naturaleza. Sin embargo, parece que a niveles microscópicos la luz sí que posee unas capacidades de impulsión suficientes como para mover nanointerruptores.

Ya antes, el equipo de investigadores de la Universidad de Yale, había descubierto que la luz posee una fuerza “atractiva” con la cual es posible manipular diminutos dispositivos electrónicos dentro de un chip. El equipo, liderado por Hong Tang, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería y Ciencia Aplicada de Yale, informa de sus hallazgos en la publicación on-line avanzada del 13 de julio de Nature Photonics. “Esto completa el cuadro”, dijo Tang. “Hemos demostrado que esta es una fuerza de luz bipolar con componentes atractivos y repulsivos”.

Las naves de la imaginación más calenturienta suelen impulsarse con fotones

Estas fuerzas de atracción y repulsión descubiertas por el equipo de Tang no son las mismas que ejerce la presion de la radiación de la luz cuando brilla sobre un objeto y lo empuja. En el caso que nos ocupa las fuerzas tiran de los laterales de la dirección en la viaja la luz. Anteriormente se había usado la facultad de atracción para cerrar un interruptor de escala nanométrica, pero fueron incapaces de abrirlo, por tanto, carecía de utilidad practica. Con la fuerza de empuje complementaria descubierta sí que se pueden usar ambas propiedades para construir dispositivos fotónicos que funcionen dentro de chips electrónicos.

Demuestran cómo usar rayos de luz para mover componentes en un chip de silicio

Para crear la fuerza repulsiva en un chip de silicio, el equipo dividió un rayo de luz infrarroja en dos rayos separados y forzó a cada uno a viajar una longitud distinta de un nanocable de silicio, llamado guía de onda. Como resultado, los dos rayos de luz quedan desfasados uno respecto al otro, creando una fuerza que empuja con una intensidad que puede controlarse pues cuanto más desfasado estén los dos rayos, mayor será la fuerza. “Podemos controlar cómo interactúan los rayos de luz”, comento Mo Li, asociada de posdoctorado en ingeniería eléctrica en Yale y autor principal del artículo. “Esto no es posible en el espacio libre; sólo es posible cuando la luz está confinada en las guías de onda de nanoescala que se colocan muy cerca entre sí en el chip”.

“La fuerza de la luz es intrigante debido a que funciona de forma opuesta a los objetos cargados”, dijo Wolfram Pernice, otro profesor de posdoctorado en el grupo de Tang. “Las cargas opuestas se atraen entre sí, mientras que los rayos de luz desfasados se repelen en este caso”.

Estas fuerzas tan pequeñas quizá no sirvan para emplearlas en naves interestelares con las que cruzar el universo, pero si que pueden valer para construir los chips que llevaran esas naves del futuro.