Semiconductores para limitar la velocidad de la luz

os investigadores han disminuido hasta 10 km/s la velocidad a la que un pulso láser viaja a lo largo de una onda lumínica. Esta velocidad no es precisamente lenta, pero sí lo es comparándola con la que experimenta la luz al viajar por el vacío (300.000 km/s).

Experimentos anteriores habían demostrado que los rayos de luz pueden ser ralentizados o acelerados al hacerlos pasar a través de vapor atómico o cristal de estado sólido. Por ejemplo, físicos de la Harvard University habían conseguido detener partículas de luz durante 10 a 20 microsegundos en gas de rubidio.

En la UC Berkeley se ha intentado algo semejante pero utilizando finas capas de semiconductores, que ofrecen una notable ventaja en cuanto a ancho de banda respecto al cristal de estado sólido o el vapor atómico. El uso de semiconductores, además, permite su implantación en circuitos entregados fotónicos.

Los científicos, encabezados por Connie J. Chang-Hasnain, esperan con esta tecnología poder transmitir gráficos en 3D, videoconferencia de alta resolución, etc.

Actualmente, las señales ópticas se mueven a lo largo de la fibra óptica a más de 100.000 km/s, hasta que alcanzan algunos de los muchos “cruces de carreteras” que se hallan en el camino. En esos puntos, las señales de luz son transformadas en datos electrónicos más lentos, de manera que puedan ser leídos por los routers, encargados de corregir el camino antes de convertir las señales de nuevo a luz. Esta conversión óptica-electrónica-óptica es increíblemente lenta y cara, lo que crea cuellos de botella que hacen más lenta la red.

Los routers o enrutadores son como semáforos en las intersecciones de las calles. Con la conversión OEO, obtenemos algo parecido a lo que le ocurriría a un conductor de un coche que tuviera que bajarse de él, hablar con el director del tráfico, y rellenar varios formularios con su destino antes de poder continuar. Si pudiéramos controlar la velocidad de la luz, evitaríamos la conversión OEO y los routers. El “coche” frenaría cuando fuera necesario, evitando chocar contra otros situados enfrente.

En la actualidad, no es posible aprovechar los 20 teraherzios de ancho de banda disponibles en la fibra óptica debido a las limitaciones que nos imponen los sistemas OEO. Si consiguiéramos superar este obstáculo, podríamos transmitir 600 películas de dos horas en apenas 1 segundo.

Los experimentos no violan ninguna ley de la física, en especial la que dice que la velocidad de la luz es una constante física que no puede ser cambiada. Lo que se puede variar es la velocidad con la que la amplitud de la onda de la luz es transmitida. Se han hecho muchos experimentos que explotan la manera como la luz es absorbida y dispersada cuando interactúa con la materia.

Información adicional en: UC Berkeley