Polémica sobre las propiedades ópticas de los materiales 'zurdos'

Varios físicos, entre ellos un grupo español, ha puesto en duda las sorprendentes propiedades ópticas de los materiales llamados zurdos, informa la revista Physical Review Letters. Los investigadores españoles, Nicolás García y Manuel Nieto-Vesperinas, del CSIC, explican en la revista que la hipótesis de que esos materiales pueden actuar como lentes perfectas viola el principio de la conservación de la energía y físicos de la Universidad de Texas añaden, por su parte, dicen que la refracción negativa en estos materiales significaría sobrepasar el límite fundamental de la velocidad de la luz. Sin embargo, los investigadores que primero lanzaron esta hipótesis siguen sosteniéndola y rechazan los nuevos resultados experimentales, explica Katie Pennicott, directora del servicio de noticias Physics Web.

En 1968 el físico ruso Victor Veselago predijo la existencia de materiales con índice de refracción negativo, como solución especial de una de las ecuaciones de Maxwell, y adelantó que estos materiales refractarían la luz en dirección contraria a los materiales convencionales -de ahí el apodo de materiales zurdos- y también podrían actuar como lentes perfectas. Estos materiales no existen en la naturaleza pero desde entonces los científicos los han fabricado y algunos creen haber demostrado que, además de existir refracción negativa, al menos en el rango de las microondas, también pueden ser lentes perfectas.

Comportamiento

García y Nieto-Vesperinas creen que los informes respecto a lentes perfectas se basan en hipótesis falsas sobre el comportamiento de la radiación en estos materiales. Al pasar la luz por una lente ordinaria, una fracción es absorbida por la lente en la forma de ondas de superficie, lo que da una imagen distorsionada. Algunos estudios sugieren que estas ondas pueden ser capturadas y amplificadas en los materiales zurdos para formar una imagen perfecta. Los investigadores españoles dicen que esto es imposible en la práctica y que, según su análisis, las ondas tendrían que tener energía infinita para que se produjera este efecto.

Por otra parte, en la Universidad de Texas, Prashan Valanju y sus colegas concluyeron recientemente que los estudios anteriores sobre la refracción negativa no tuvieron en cuenta las características (de grupo y de fase) de las ondas electromagnéticas. Analizaron una señal que atraviesa un material zurdo y vieron que aunque el frente de fase puede refractar en un sentido negativo, el frente de grupo siempre refracta en el sentido positivo. De hecho, si lo hiciera al revés, se violaría el límite fundamental de que nada puede moverse a velocidades superiores a la de la luz, y por tanto la relación causa efecto.

Sin embargo, el científico británico John Pendry, del Imperial College, mantiene sus simulaciones, que indican que se puede producir refracción negativa en delgadas láminas de plata y advierte de que los dos grupos citados han cometido graves errores. Afirma que García y Nieto-Vesperinas hicieron mal los cálculos y que el trabajo de la Universidad de Texas está bien hecho pero mal interpretado.

Si se pudiera probar, recuerda Pennicott, que la refracción negativa y el efecto de lente perfecta se dan en materiales zurdos, se podrían utilizar éstos para numerosas aplicaciones, entre ellas el almacenamiento de datos con alta densidad y la litografía óptica de alta resolución en la fabricación de semiconductores