Un equipo del departamento de ingeniería mecánica de Texas A&M, dirigido por el profesor asistente Shoufeng Lan del Lab for Advanced Nanophotonics, ha demostrado control tridimensional de pequeños dispositivos llamados metajets usando láseres. El estudio, publicado en Newton, presenta piezas a escala micrón que generan movimiento controlado al ser iluminadas.
Los metajets se componen de metasuperficies: capas ultrafinas con patrones nanométricos cuya forma, orientación y colocación permiten dar forma y redirigir la luz. Al diseñar esos patrones, los investigadores controlaron cómo la luz transfiere momento al objeto y así produjeron una fuerza medible; Lan usó la analogía de pelotas de ping‑pong que rebotan para explicar el intercambio de momento.
Los dispositivos, de decenas de micras y más pequeños que el ancho de un cabello humano, se fabricaron en la AggieFab Nanofabrication Facility con apoyo de la Texas A&M Engineering Experiment Station (TEES) y la universidad. Las pruebas se hicieron en un entorno fluido para compensar la gravedad y el equipo busca financiación para ensayos en microgravedad. A diferencia de métodos que moldean el propio haz, este enfoque incorpora el control en el material, de modo que la fuerza depende de la potencia óptica y no tanto del tamaño, lo que sugiere posibilidad de escalado si hay suficiente potencia disponible.
El trabajo se suma a investigaciones en Europa y a esfuerzos en el California Institute of Technology y el Rochester Institute of Technology, y avanza un marco sobre cómo la luz puede generar fuerza que, en el futuro, podría reducir los tiempos para llegar a Alpha Centauri a unas décadas, frente a los cientos de miles de años con la tecnología de cohetes actual.
- Texas A&M: liderazgo y fabricación
- AggieFab y TEES: apoyo técnico
- Grupos en Europa, Caltech y RIT: trabajos relacionados
Palabras difíciles
- metajet — Pequeño dispositivo que genera movimiento con luzmetajets
- metasuperficie — Capa ultrafina con patrones nanométricos que redirigen luzmetasuperficies
- nanométrico — Que describe dimensiones en una escala muy pequeñananométricos
- transferir — Pasar algo de un lugar o cuerpo a otrotransfiere
- microgravedad — Condición con gravedad muy reducida o casi nula
- potencia óptica — Cantidad de energía por unidad del haz luminoso
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Preguntas de discusión
- ¿Qué ventajas y desafíos ves en controlar la fuerza mediante el material en lugar de moldear el propio haz?
- Si este método se pudiera escalar con suficiente potencia óptica, ¿cómo podría cambiar la exploración espacial? Da razones.
- ¿Qué tipo de pruebas adicionales crees que serían necesarias antes de intentar ensayos en microgravedad?
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