En un artículo de el Pais, en la sección Futuro, nos introducen en el fenómeno de la transmisión extraordinaria de la luz. Esto no es ninguna novedad, ya que los efectos extraños de la luz en presencia de materiales nanoagujereados (permitidme el término) lleva en las mentes de los investigadores al menos desde 1989. Hay que decir que los fenómenos relacionados con la luz, con la dualidad onda-partícula de la materia, el fenómeno de interferencia y demás conceptos que puedan recordar a la transmisión extraordinaria de la luz, como se da en llamarle, son mucho más antiguos. Pero este fenómeno avanza más en el concepto de dualidad asociado a esa onda electromagnética que llamamos luz.
En la época de Newton, y gracias a él, la luz era considerada de naturaleza corpuscular, de forma que pequeñas partículas lumínicas viajaban desde las fuentes hasta nosotros, e interactuarían con nuestros sentidos para producir sensaciones. Más tarde, gracias al conocimiento en ondas y a la existencia del éter, se mantuvo firme la ceencia de que las ondas lumínicas se desplazaban sustentadas por el propio éter, como si de ondas sonoras se tratase. Parecía que un teoría reemplazaba a la otra, hasta que se observaron comportamientos de la luz que sólo podían ser explicados si ésta estaba compuesta de partículas. De nuevo, como en muchos otros casos, se procede a aportar una nueva teoría que satisfaga el nuevo caso, y todos los anteriores: la mecánica cuántica.
En el caso del artículo, la luz presenta un nuevo comportamiento (y reitero que nuevo, lo que se dice nuevo no es. Lo es la explicación) cuando se la hace pasar a través de agujeros más pequeños en diámetro que la longitud de onda de la luz. Esto equivale a jugar al billar con pelotas de balonmano, la pelota simplemente no cabe en el agujero. ¿Cuál es la razón de que la luz sea capaz de pasar?
En 1989, Thomas Ebbesen, del Insituto de Investigación de NEC en Princeton, Nueva Jersey, observó un fenómeno que no supo explicar en ese momento, razón por la cual no salió publicado en ninguna revista científica. En una experiencia con una lámina metálica fina plagada de minúsculos orificios de unos 300 nm(nanómetros) de diámetro, observó más cantidad de luz blanca emergente que incidente en la lámina. Para colmo, el diámetro de los orificios era considerablemente menor que la longitud de onda de la luz blanca, que tiene como componente de menor longitud de onda al azul, aproximadamente 400 nm.
Normalmente se compara el tamaño de las ondas con respecto a los objetos sobre los que inciden de acuerdo a la longitud de onda, por ejemplo, y simplificando, para recibir correctamente una onda de radio de 1 metro de longitud de onda, la antena debería ser también de 1 metro de alto. Esto no es aplicable asi como asi, ya que para una longitud de onda de 100 metros no es necesario que la antena tenga 100 metros de altura física. Este tema lo dejamos para otro momento.
Por tanto, el fenómeno de aparente multiplicación de luz era sorprendente ya que aún encima, la luz no cabía por los orificios. La experiencia se realizó multitud de veces, con configuraciones diferentes, y siempre se obtenía el mismo resultado, aparentemente. Todo parecía atascado en simple desconocimiento hasta que apareció Peter Wolff, un investigador que se unió al grupo de NEC y se interesó por el comportamiento de los electrones en la superficie de los materiales. Aquí entran en juego los plasmones, de los que hemos hablado ya aquí en Genciencia, y que se pueden describir como ondas de electrones (simplificando mucho las cosas), ondas de densidad de carga, más formalmente, que se caracterizan por intensos campos electromagnéticos confinados en las superficies de los materiales. Gracias a ellos se explica este fenómeno, y viene a ser de la siguiente manera: en la superficie del material (oro, en el caso de la experiencia del NEC), incide la luz, que interactúa con los plasmones. Éstos son excitados por las ondas lumínicas y son los que se desplazan por los agujeros, llegando al otro lado fuertemente "excitados", donde colapsarían y emitirían luz, quizás más que la que llegó a la superficie anterior.
Inquietante e interesante fenómeno, y también el tema de los plasmones. A partir de ahora tendremo un ojo (o dos) puesto en la plasmónica, y de hecho, hablaremos de una interesante y futurista aplicación del conocimiento acerca de plasmones que seguro que, por lo menos, os será curioso.
A partir del artículo de El Pais Más información en Grandes Momentos de la Ciencia (inglés)
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