Los científicos siguen estudiando algo tan básico pero misteriosos como la luz, planteándose cosas tan increíbles como crear luz líquida en un estado de superfluidez. ¿Qué es y cuáles serían sus aplicaciones para revolucionar la tecnología?

La creación de la luz líquida estaría entre la intersección de la física, la ingeniería y la tecnología, emergiendo como un fenómeno revolucionario. 

Este concepto, que parece desafiar las leyes tradicionales de la física, combina las propiedades de la luz con las características de los líquidos, abriendo un mundo de posibilidades en diversas áreas de la ciencia y la tecnología.

 Seguro que quieres saber cómo se descubrió, sus aplicaciones potenciales y cómo podría transformar el mundo.

¿Qué es la luz líquida?

La luz líquida combina propiedades de los fotones de luz con las características de los fluidos, lo que le permite fluir y adaptarse de maneras que la luz normal no puede. Para comprender la luz líquida, hay que sumergirse, nunca mejor dicho, en el mundo de la física cuántica. 

La luz líquida es un estado de la materia donde los fotones (partículas de luz) interactúan con los llamdos excitones (pares electrón-hueco en semiconductores) para formar polaritones. Estos polaritones se comportan tanto como partículas de luz como ondas en un fluido, lo que les permite fluir y moverse como un líquido, manteniendo al mismo tiempo las propiedades fundamentales de la luz. Este fenómeno se observa en condiciones específicas, generalmente a temperaturas muy bajas y en materiales semiconductores específicos.

El camino hacia la luz líquida

El descubrimiento de la luz líquida es el resultado de décadas de investigación en física cuántica y óptica. Los primeros indicios de este fenómeno surgieron en experimentos que exploraban las propiedades de los condensados de Bose-Einstein, estados de la materia donde las partículas exhiben comportamientos colectivos a temperaturas cercanas al cero absoluto. 

A medida que la investigación avanzaba, los científicos comenzaron a observar comportamientos similares en sistemas de polaritones, conduciendo al descubrimiento de la luz líquida. En 2022, finalmente, se descubrió que, en teoría, la luz puede convertirse en algo líquido, aunque el fenómeno ya se había descubierto en España en el año 2002. 

Pero ya en junio de 2017 se logró en condiciones de ambiente normales, concretamente un superfluido sin fricción ni viscosidad y precisamente en una especie de condensación Bose-Einstein. Para lograr crear luz viva, colocaron moléculas orgánicas a escala nanométrica entre dos espejos reflectantes. En concreto, los científicos intercalaron una capa de moléculas orgánicas de 130 nanómetros de espesor entre dos espejos ultrarreflectantes y la bombardearon con un pulso láser de 35 femtosegundos (1 femtosegundo es una billonésima parte de un segundo). 

Los experimentos clave en este campo han demostrado que, bajo condiciones controladas, es posible crear un entorno donde los polaritones se comporten como un fluido luminoso. Estos experimentos han sido fundamentales para entender las propiedades y el potencial de la luz líquida, así como para plantear posibles aplicaciones.

Daniele Sanvitto, del Instituto de Nanotecnología CNR NANOTEC en Italia y uno de los investigadores de este fenómeno, declaró a la revista Science Alert, que "la observación extraordinaria de nuestro trabajo es que hemos demostrado que la superfluidez también puede ocurrir a temperatura ambiente, en condiciones ambientales, utilizando partículas de materia ligera llamadas polaritones". 

En este sentido, otro equipo de investigadores de la École Polytechnique de Montreal en Canadá, ha asegurado que estas observaciones en condiciones ambientales "puede generar una enorme cantidad de trabajo futuro".

Las aplicaciones potenciales para un futuro increíble

Innovaciones en computación y electrónica

Una de las áreas más prometedoras para la aplicación de la luz líquida es en la computación y la electrónica. La combinación única de propiedades de la luz y los fluidos puede llevar a la creación de nuevos tipos de circuitos y dispositivos electrónicos, que serían más rápidos y eficientes que los actuales. 

Esto incluye la posibilidad de desarrollar computadoras cuánticas con capacidades de procesamiento de datos significativamente superiores a las de las computadoras tradicionales.

Transformación en telecomunicaciones y fotónica

En el campo de las telecomunicaciones y la fotónica, la luz líquida ofrece posibilidades para el desarrollo de nuevas formas de transmisión de datos y dispositivos ópticos con capacidades ajustables y mejoradas. Esto podría traducirse en sistemas de comunicación más rápidos y eficientes, así como en la innovación en el diseño y fabricación de componentes ópticos.

Una de las áreas donde la luz líquida ha generado un gran interés es en la creación de pantallas flexibles y holográficas. Los materiales líquidos que emiten luz pueden utilizarse para construir pantallas que sean flexibles y curvadas, lo que podría dar lugar a dispositivos electrónicos completamente nuevos. Además, la capacidad de generar imágenes holográficas en tiempo real tiene el potencial de cambiar la forma en que interactuamos con la información visual.

Impacto en energía y sostenibilidad

Otra aplicación potencial de la luz líquida se encuentra en el ámbito de la energía y la sostenibilidad. La capacidad de manipular la luz de esta manera podría conducir a mejoras significativas en la eficiencia energética, desde la iluminación hasta la generación y almacenamiento de energía solar.

Si se hace una parada en la iluminación, la luz líquida emerge como un sistema de futuro para que los dispositivos que utilizan este fenómeno podrían proporcionen una iluminación más eficiente y sostenible en comparación con las tecnologías tradicionales. Esto podría reducir significativamente el consumo de energía y tener un impacto positivo en el medio ambiente.

Sensores y dispositivos médicos

La capacidad de manipular la luz líquida ofrece oportunidades en el desarrollo de sensores y dispositivos médicos avanzados. Por ejemplo, se podrían crear sensores de detección de sustancias químicas altamente sensibles utilizando líquidos que cambian de color en respuesta a ciertos compuestos. Esto podría tener aplicaciones en la detección temprana de enfermedades y análisis químicos precisos.

Los obstáculos técnicos

A pesar de su gran potencial, la luz líquida aún se enfrenta a desafíos técnicos. Uno de los principales es la necesidad de condiciones extremas, como bajas temperaturas, para su observación y manipulación. La investigación actual se centra en superar estos obstáculos para hacer de la luz líquida una tecnología viable a nivel comercial y cotidiano.

Mirando hacia el futuro, la luz líquida podría ser un catalizador para una nueva era en tecnología e innovación. A medida que los científicos y los ingenieros continúen explorando y superando sus desafíos, se podrán ver aplicaciones prácticas de este fascinante fenómeno en una variedad de campos, desde la computación hasta la medicina, pasando por la energía y más allá.

¿Cuál es la diferencia entre la luz líquida y la iluminación LED convencional?

Seguro que te has hecho esta pregunta. La principal diferencia radica en la fuente de luz. La iluminación LED convencional utiliza diodos emisores de luz que requieren energía eléctrica constante, mientras que la luz líquida se basa en la interacción de la luz con materiales líquidos para producir iluminación sin una fuente eléctrica continua.

Pero mientras la tecnología LED ha alcanzado su madurez y dominio, la adopción comercial de tecnologías basadas en luz líquida podría llevar varios años. Sin embargo, se espera que las primeras aplicaciones lleguen al mercado en un futuro no tan lejano.

Estudio técnico sobre la luz líquida en este enlace y aquí.