La cámara más rápida del mundo

Luz natural a partir de plantas: nueva iluminación

Para más información:
http://glowingplant.com/
http://www.kickstarter.com/projects/antonyevans/glowing-plants-natural-lighting-with-no-electricit

Naturaleza de la luz

Espero que entiendan el inglés porque es un excelente vídeo sobre la naturaleza de la luz.

Anti-Vórtice de luz

ANTI-VÓRTICE DE LUZ POR CAMPO MAGNÉTICO
(artículo original en inglés en la página de la APS)

Campos magnéticos pueden ser difíciles de entender o caracterizar. Existen pocas maneras naturales de visualizarlos: la aurora austral y la aurora boreal, así como la corona del Sol. 

Siempre se buscan modos de visualizar campos magnéticos en el laboratorio. La fotografía de visualización que publico aquí utiliza una celda Hele-Shaw. Esta celda Hele-Shaw consiste en dos placas planas paralelas separadas por una distancia infinitesimal. En este caso, está hecha de dos placas circulares de vidrio de 100mm separadas por un ferrofluido (Fe3O4). Eso es un líquido de moléculas de 10 nanometros de espesor que se pueden magnetizar fuertemente. La celda se pone frente a una cámara y se ilumina con 36 luces LED coloreadas colocadas alrededor del perímetro de la célula. 

La luz es dispersada por la celda ya que las partículas ferrofluidas responden a dos imanes detrás de la celda. La magnetización produce esta imagen muy bonita de antivórtice donde la luz se desvia.

Estudiantes Mexicanos - Física (1)

Raúl realizando un experimento de óptica cuántica en el taller de óptica avanzada de la Facultad de Ciencias de la UNAM.

1- Hola, Raúl, ¿te puedes presentar brevemente?

Hola, soy Raúl, estudio Física en la UNAM, a nivel de licenciatura. Soy tesista en el Laboratorio de Óptica Avanzada de la Facultad de Ciencias de la UNAM. Estoy actualmente Interesado en óptica e información cuántica.


2- ¿Podrías explicarnos, como a un niño, lo que es la computadora cuántica? ¿Es la única aplicación tecnológica de la mecánica cuántica?

Una computadora cuántica, como yo lo entiendo, es un dispositivo o aparato que realiza operaciones lógicas de cómputo, es decir, toma información y la manipula y opera con ella para llegar a algún resultado interesante utilizando propiedades y medios cuánticos (átomos o fotones). De esta manera, es muchísimo más rápida, eficiente y segura que una computadora no cuántica.

No se como explicar lo que es una propiedad y un medio cuántico en pocas palabras o para un niño, déjame pensar un poco.

3- Está bien, sabemos que no es fácil explicarlo sencillamente. Luego vamos a preguntarle a tu asesor de tesis para conocer su versión. ¿Por qué dicen que el proceso de encriptamiento cuántico es 100% seguro y los otros métodos no lo son?

Porque en el encriptamiento cuántico se tiene la certeza que cuando un espía se roba parte del mensaje, tanto el emisor como el receptor son capaces de saber que eso está pasando y pueden detenerse. 

Además, cuando el espía intercepta la información, al momento de leerla tiene que alterar por completo y arruinar la configuración (o la forma en como está) del sistema y no puede clonarla para enviarla y pasar desapercibido.

4- Entonces tiene mucho potencial. Entendemos mejor porque es un tema importante de investigación ahora. 

¿Personalmente, qué recomendarías a los jóvenes de hoy si quieren estudiar física y particularmente mecánica cuántica aplicada a la tecnología?

Tener la seguridad de querer hacerlo, la voluntad para no rendirse y el deseo para disfrutar todo lo que hagan. Pero sobre todo, tener abierta la mente a todas las posibilidades que hay.

Muchas gracias Raúl! Que te vaya muy bien, y si quieres presentarnos tu trabajo con más detalles algún día estamos aquí.

Nuevo material de iluminación de larga duración

 Artículo publicado el domingo 8 de enero en el Liberal del Sur.

En noviembre del año pasado, unos investigadores de la Universidad de Georgia han logrado desarrollar un nuevo material innovador que va a permitir revolucionar el campo de los materiales de iluminación en campos muy variados como los de diagnóstico medical, producción de energía solar y también para el sector militar. Efectivamente, el nuevo material elaborado a partir de un emisor de luz infrarroja es capaz de producir luz durante aproximadamente 360 horas a partir de una exposición muy corta de solamente 1 minuto a la luz solar.

La fotoluminiscencia

La producción de luz a partir de la excitación luminosa o eléctrica de materiales emisores ya es un campo bastante bien conocido. Existen muchas aplicaciones tecnológicas actuales que se basan en materiales que pueden emitir en un rango amplio de colores visibles después de una exposición prolongada al sol u otra fuente de luz. El proceso de re-emisión de luz a partir de una fuente principal de activación se llama fotoluminiscencia y se basa normalmente en la absorción de la luz de otra fuente por un material, quien a su vez transforma la energía luminosa y vuelve a emitir una radiación luminosa que puede ser de otro color que la absorbida. El efecto básico de esta transformación en el origen de la fotoluminiscencia es la excitación de unas partículas del material (los electrones) por las partículas energéticas de la fuente de luz (los fotones). Efectivamente, los electrones van a adquirir energía debido a la luz que les excita, y cuando regresan a su estado energético basal, liberan el exceso emitiendo sus propios fotones, es decir luz.

Según el material, la re-emisión puede ser fluorescente si es inmediata o bien fosforescente, si no es inmediata sino un poco después de haber excitado el material. La emisión de luz que producen los juguetes o las manecillas de reloj que brillan en la noche o cuando se apaga la luz es fosforescente. En ambos casos, la fotoluminiscencia generada por el material es temporal, y relativamente corta: la fosforescencia dura solamente unos minutos y los materiales fluorescentes dejan de emitir cuando la fuente principal se apaga, como en el caso de la luz negra de las discotecas o cuando se evalúa la blancura de los dientes o la presencia de sangre con luz ultravioleta (el último ejemplo se ve mucho en los famosos programas de policía forense en la televisión actualmente).

Novedades: infrarrojo y larga duración

Hasta el descubrimiento del Dr. Zhengwei Pan y de su colaborador de estancia posdoctoral el Dr. Feng Liu publicado en noviembre en la revista Nature Materials, era muy difícil producir materiales que pudieran emitir luz en el rango del infrarrojo, invisible con el ojo humano sin lentes o cámaras especiales como los lentes de visión nocturna. Por supuesto, para un uso común de la fotoluminiscencia, una emisión invisible parece totalmente inútil, pero no lo es. Este tipo de materiales tiene mucho potencial en el sector militar por ejemplo, para poder emitir señales luminosas indetectables sin el equipo especial requerido para ver el infrarrojo. Además, el Dr. Pan demostró que un solo minuto de exposición a la luz solar afuera de su laboratorio de la Facultad de Ingeniería de Atlanta permitía generar una iluminación de 360 horas en el infrarrojo. Además, “se puede activar con los tubos fluorescentes en interior también” dijo Pan.

La innovación de Pan y Liu está en la manera de producir el material con una nueva técnica. Utilizaron un emisor iónico de luz infrarroja y lo colocaron en una matriz especial de oro material que crea una forma de laberinto con trampas de energía. Esas trampas de la matriz receptora permiten atrapar durante un momento la energía liberada por los electrones responsables de la re-emisión de luz y la pueden almacenar un largo tiempo bajo forma de energía térmica y ya no luminosa. Ese calor retroalimenta el emisor iónico y es por eso que el nuevo material es capaz de emitir luz infrarroja durante 2 semanas. Por supuesto, no fue un trabajo sencillo lograr desarrollar el laberinto y las trampas y Pan confesó haber trabajado durante 3 años en este proyecto. Pero el proceso de captura, transformación y almacenamiento de energía solar en un material dado debería poder permitir mejorar de mucho el rendimiento y el costo de las celdas solares actuales también. Un trabajo largo que vale mucho la pena y augura buenas cosas para el “Año Internacional de la Energía Sostenible para Todos”.