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Año XIV, 28 de mayo de 2022

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Científicos del DFI investigan formas de manipulación de la luz en cristales líquidos

La investigación “Harnessing Optical Vortex Lattices in Nematic Liquid Crystals” (Aprovechamiento de redes de vórtices ópticos en cristales líquidos nemáticos), en la cual trabajaron científicos de la Universidad de Chile, fue destacada en la última edición de la Physical Review Letters.

David Azócar

  Jueves 12 de noviembre 2015 16:07 hrs. 
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El director del Departamento de Física de la Universidad de Chile,  Marcel Clerc, participó en una investigación en que se estudiaron la formación y el comportamiento de vórtices en cristales líquidos, lo que podría tener importantes aplicaciones en la óptica y la electrónica.

La investigación “Harnessing Optical Vortex Lattices in Nematic Liquid Crystals” (Aprovechamiento de redes de vórtices ópticos en cristales líquidos nemáticos), en la cual trabajaron científicos de la Universidad de Chile, fue destacada en la última edición de la Physical Review Letters.

Esta investigación, que apareció originalmente en “Advances in optics and photonics” de la America Optical Society, participaron Marcel Clerc, director del Departamento de Física (DFI) de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile. Marcel Clerc, y la estudiante del magíster en Física Estefanía Vidal.

El trabajo trata sobre sobre el comportamiento de vórtices y la refracción en un tipo de material llamado cristal líquido, también conocido como mesofaseas, compuesto por un tipo de moléculas alargadas que se utilizan para las pantallas de teléfonos inteligentes y aparatos electrónicos por sus capacidades sensibles a la luz.

En un principio la investigación trataba de establecer el comportamiento de los cristales líquidos y su interacción con la luz, pero al aplicarse una película fotosensible y al observase en un microscopio, el que se le aplicó luz, se vio la aparición de un vórtice, la luz hacía girar las partículas. Pero al mismo tiempo “la interacción entre el material y la luz produjo que la misma luz girara”, dice Clerc, agregando que un vórtice es un remolino, una estructura que da vueltas en un sistema.

El material fotosensible es llamado válvula óptica, una placa metálica transparente, al que se aplicó un campo eléctrico, el que creo la tensión en el cristal líquido que dio paso a los vórtices, pero con cargas negativas y positivas, las que pudieron ir ordenándose creando una red compleja. Por tanto, lo que se logró con este experimento fue la posibilidad de manipular estos remolinos.

Clerc indica que “si logramos atrapar vórtices y enviar luz, esta tiene un giro muy definido, entonces si podemos hacer eso podemos usarlos como pinzas ópticas a nivel micrométrico, pues si todas esas partículas vienen girando pueden usarse como pinzas a esa escala” de esta manera podrían usarse en investigación, pero también en información cuántica, al convertir el vórtice (al girar a la izquierda o la derecha) por lo tanto puedo generar ceros y unos, “entonces con esos estados, con la luz podemos generar computadores cuánticos” añade.

En el DFI pretenden crear un vortex-scan, (un cronograma manipulable) un método por el cual se podrían estudiar objetos cercanos muy luminosos. “Si quieres analizar el sol, tú tienes que taparlo y mirar lo que tiene en su entorno, entonces lo que queremos desarrollar es usar los vórtices, que tienen un punto negro, por lo tanto puedo tapar la estrella y estudiar el entorno”, dice.

Para Clerc las posibilidades son muchas, pero también queda mucho por investigar, pues aún no están claras las posibilidades de las redes que lograron crear. “Yo diría que podría darnos nuevas ventajas en la óptica. La electrónica ha sido la gran revolución que hemos tenido, pero la parte electrónica-óptica no ha estado bien desarrollada, con este tipo de nuevos estados podemos darle nuevas funcionalidades a la luz”, concluye.