Un equipo logra controlar la velocidad de la luz en fibras ópticas a temperatura ambiente

Las redes de comunicaciones totalmente ópticas en las que la información fluye a velocidades muy cercanas a la de la luz, un sueño de la electrónica actual, están un paso más cerca tras los resultados de experimentos realizados en Lausana (Suiza) en los que la luz que viaja por las fibras ópticas puede frenarse o acelerarse a voluntad sobre una mesa de laboratorio. Los investigadores Luc Thévenaz (suizo y director del equipo), Miguel González Herráez (español y profesor de la Universidad de Alcalá de Henares) y Kwang Yong Song (coreano) están todavía perfeccionando su método, que se basa en el efecto Brillouin (la interacción de la luz con ondas acústicas), estudiado por primera vez en 1920 por el físico francés Leon Brillouin y que no encontró apenas aplicación hasta la aparición del láser y la fibra óptica. Han publicado ya los interesantes resultados de su trabajo, que está siendo seguido de cerca por la comunidad fotónica, en las revistas Applied Physics Letters y Optics Letters (el último artículo el pasado mes de agosto).

En experimentos de luz rápida el pico del pulso sale de la fibra al mismo tiempo que entra

González explica cómo hacen los experimentos: "Un láser que se propaga en sentido contrario a la señal por la fibra óptica agita el medio y genera una resonancia. Cuanto más se agita el medio más lenta va la luz".

En los últimos años, en este área se han conseguido hacer toda clase de manipulaciones de la luz, incluso pararla, pero siempre en medios especiales, como gases atómicos ultrafríos o sólidos cristalinos refrigerados y en longitudes de onda lejanas de las utilizadas en comunicaciones.

Hace justo 100 años que Einstein estableció que un cuerpo no puede desplazarse a una velocidad mayor que la de la luz en el vacío, la famosa constante c, muy cercana a los 300.000 kilómetros por segundo.Los experimentos de luz rápida, con pulsos de luz en medios resonantes, no contradicen, aunque pueda parecer lo contrario a primera vista, el postulado de Einstein. Aunque los efectos son espectaculares, ya que se pueden conseguir velocidades superlumínicas de propagación e incluso velocidades negativas (el pico del pulso sale de la fibra antes de entrar en ella) la transmisión de información nunca se ha podido hacer a una velocidad mayor que la de la luz, recuerda González.

Lo que más interesa en este caso tiene que ver con la aplicación en la redes de comunicaciones ópticas. Poder controlar la velocidad de la luz que va por las fibras permite pensar en hacer redes totalmente ópticas. Con la tecnología actual, explica el científico español, en los cruces o nodos de encaminamiento (enrutadores) de las redes, donde se dirige la información de un punto a otro, las señales luminosas no pueden ser almacenadas, dirigidas o procesadas sin transformarse previamente en señales eléctricas, mucho más lentas. Este proceso puede dividir hasta por 10 la velocidad de transferencia de la información.

En un red totalmente óptica, en los nodos, como en los cruces donde los automóviles deben de disminuir su velocidad e incluso parar en los semáforos antes de girar o seguir derechos, la velocidad de la información debe poder ser regulada. Un enrutador totalmente óptico debería disponer necesariamente de un buffer, un componente de almacenamiento óptico temporal para poder sincronizar los paquetes de información, y el método de frenar la luz de los científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausana es una solución.

Éstos han demostrado que puede controlarse ópticamente la velocidad de la luz en una fibra óptica, a temperatura ambiente y a cualquier longitud de onda, incluyendo las longitudes de onda de las comunicaciones por fibra óptica. Hasta ahora han conseguido reducir hasta cuatro veces la velocidad de los pulsos de luz (71.000 kilómetros por segundo) e incrementarla hasta infinito (el pico del pulso sale de la fibra al mismo tiempo que entra) pero creen que lo más interesante para su aplicación son las velocidades más lentas. Todavía existen algunos problemas a solucionar, sin embargo, ya que q uieren incrementar el ancho de banda que alcanzan (la capacidad de transmitir información) que es todavía demasiado baja.