Un equipo internacional de investigadores ha descubierto que es posible transportar luz de manera controlada utilizando la sucesión de Fibonacci, un patrón matemático presente en la naturaleza y en fenómenos como la disposición de los pétalos de las flores y la formación de galaxias. Este hallazgo, publicado en la revista eLight, representa un avance significativo en el campo de la óptica y la física, ya que demuestra que la luz puede ser manipulada siguiendo un esquema matemático con aplicaciones potenciales en diversas tecnologías.
Investigación pionera en bombeo topológico
El estudio, liderado por Fangwei Ye de la Universidad Jiao Tong de Shanghái, explora un concepto conocido como bombeo topológico, que aprovecha propiedades globales de un sistema físico para mover energía de forma precisa. Tradicionalmente, este tipo de bombeo se ha realizado en medios periódicos, pero los investigadores han logrado demostrar que es viable en un medio cuasiperiódico, desafiando así una de las suposiciones fundamentales de esta teoría.
El bombeo topológico fue introducido en 1983 por el premio Nobel David J. Thouless, quien propuso que los electrones podían desplazarse de manera controlada en un potencial periódicamente modulado. En el nuevo enfoque, el equipo utilizó un sistema cuasiperiódico modulado por dos frecuencias con un cociente que se aproxima al número áureo, estrechamente ligado a la sucesión de Fibonacci.
Resultados experimentales y aplicaciones
Los investigadores trabajaron con un cristal fotorefractivo de niobato de estroncio y bario (SBN) para realizar sus experimentos. Utilizando una técnica de inducción óptica, crearon un patrón de refracción que guiaba el haz de luz a lo largo del cristal. A medida que variaban los parámetros del sistema, observaron que el desplazamiento del haz coincidía con las predicciones teóricas basadas en la sucesión de Fibonacci.
Las medidas experimentales mostraron que, independientemente de las variaciones en la amplitud del sistema, la velocidad de bombeo permanecía constante, lo que confirma la robustez del bombeo topológico en un entorno cuasiperiódico. Esto implica que las propiedades topológicas globales del sistema son determinantes para el transporte de luz, sin que las imperfecciones locales afecten significativamente el resultado.
Este hallazgo no solo amplía las posibilidades de diseño en sistemas fotónicos, sino que también podría tener implicaciones en campos como la acústica y la físicas de partículas. Los autores sugieren que esta estrategia podría explorarse en contextos como los átomos ultraf fríos y sistemas acústicos, abriendo la puerta a nuevas aplicaciones tecnológicas.
El estudio concluye que la conexión entre la sucesión de Fibonacci y el transporte de luz demuestra cómo las leyes matemáticas que rigen la naturaleza pueden ser aprovechadas para manipular la energía de manera predecible y resistente, un avance que podría transformar el desarrollo de dispositivos cuánticos y otros sistemas innovadores.
