La luz puede viajar por debajo de la velocidad de la luz

Los científicos han sabido desde hace mucho tiempo que la velocidad de la luz puede ser reducida ligeramente mientras circula a través de materiales como el agua o el cristal. Sin embargo, se pensaba que era imposible para las partículas de luz, los fotones, ralentizar su marcha mientras viajaban a través del espacio vacío sin impedimentos ni interacciones con ningún material. En un nuevo trabajo publicado en el Science Express  investigadores de la Universidad de Glasgow han descrito cómo han conseguido ralentizar a los fotones en el espacio vacío por primera vez. Han demostrado que aplicando una máscara a un haz de luz para dar a los fotones una estructura espacial determinada, pueden reducir su velocidad.

El experimento de este equipo estaba configurado como una carrera contrarreloj por equipos con dos fotones liberados simultáneamente idéntica distancia de una determinada línea de meta. Los investigadores encontraron que un fotón alcanzaba la meta como estaba previsto pero el fotón modificado que ha sido afectado por la máscara llegaba después, lo que significa que estaba viajando más despacio por el espacio vacío. En una distancia de un metro el equipo midió una ralentización de hasta 20 longitudes de onda, varias veces mayor que la precisión de la propia medición.

El trabajo demuestra que después de pasar el rayo de luz a través de una máscara, los fotones se mueven más despacio a través del espacio. Esto es muy distinto del efecto de ralentización al pasar la luz a través de un medio como el agua o el cristal donde la luz sólo es ralentizada durante el tiempo en el que pasa a través del material y recobra la velocidad de la luz al volver al salir por el otro lado. El efecto de pasar la luz a través de la máscara consiste en limitar de forma permanente la velocidad máxima a la que los fotones pueden viajar.

El trabajo ha sido llevado a cabo por un equipo de la Universidad de Glasgow liderado por el profesor Miles Padgett, trabajando con el físico teórico Stephen Barnett y con Daniele Faccio de la Universidad Heriot-Watt.

Jacquiline Romero, coautora del estudio, dijo “Hemos conseguido este efecto de ralentización con algunos sutiles pero ampliamente conocidos principios ópticos. Este descubrimiento muestra sin ambigüedad que la propagación de la luz puede ser reducida por debajo de la cifra comúnmente aceptada de 299.792 kilómetros por segundo incluso cuando viaja a través del aire o en el vacío”.

El profesor Padgett añadió “Puede parecer sorprendente que se haga viajar a la luz más despacio de esta manera pero el efecto tiene una sólida base teórica y confiamos en que nuestras observaciones sean correctas. Los resultados nos dan una nueva manera de pensar acerca de las propiedades de la luz y estamos dispuestos a continuar explorando el potencial de este descubrimiento en futuras aplicaciones.