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Actualidad científica

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  • Octubre/Diciembre 1996Nº 6

óptica

Conjugación de fase óptica

En la vida cotidiana el tiempo transcurre siempre hacia adelante. Sin embargo, la situación es cualitativamente diferente en el caso del movimiento ondulatorio: las trayectorias de las ondas luminosas pueden ser «invertidas temporalmente».

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Imagínese una nadadora en un trampolín, preparándose para dar un salto. Una carrera rápida, un vuelo..., pero debido a un pequeño error técnico su cuerpo penetra en el agua con un ángulo incorrecto, dándose un gran chapuzón y originando ondas que avanzan a partir del punto de contacto con el agua. ¡Qué maravilloso sería poder invertir el tiempo, con el fin de corregir el error y obtener una mayor puntuación! El agua proyectada volvería a unirse, las ondas regresarían al punto de contacto, la saltadora sería arrojada fuera del agua y ascendería hasta el trampolín y la superficie quedaría tan lisa como lo estaba antes del salto. Desgraciadamente, aunque este supuesto se puede obtener fácilmente con la ayuda de un proyector cinematográfico, el proceso de inversión temporal que representa contradice nuestra experiencia cotidiana. Existe una buena razón para ello: la secuencia de acontecimientos que acabamos de describir viola el segundo principio de la termodinámica (la ley que establece que los sistemas tienden a la máxima entropía).

Sin embargo, dicha secuencia se puede realizar con éxito si lo que se considera es el movimiento de la luz o cualquier otra radiación electromagnética. Este fenómeno es posible gracias a una importante propiedad de los rayos luminosos, conocida desde hace mucho tiempo: el carácter reversible de su propagación. Para cada haz luminoso con una estructura arbitraria de rayos existe un posible haz con «tiempo invertido» cuyos rayos siguen las mismas trayectorias, aunque en sentido opuesto, de forma análoga al movimiento de una película hacia atrás. El éxito de la inversión del movimiento ondulatorio débese a la gran simplificación del problema: los movimientos térmicos y mecánico-cuánticos de los átomos y electrones que radian y refractan la luz no necesitan ser invertidos. En la práctica, basta con invertir el comportamiento temporal de los parámetros macroscópicos que describen el movimiento medio de un gran número de partículas.

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