Luz que interacciona con unas canicas

Mapping Ignorance es el nombre de un blog, un proyecto de divulgación científica de nivel medio alto que ha puesto en marcha la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco. Es un blog que acoge contribuciones de múltiples autores, y desde hoy me he unido al grupo con la contribución How light interacts with a bunch of marbles, cuya idea principal es la siguiente:

Las ondas electromagnéticas son vibraciones del campo eléctrico (y magnético) en el espacio. Esas vibraciones se caracterizan por su longitud de onda (la distancia entre dos máximos consecutivos). Las ondas electromagnéticas con longitudes de metros son las que se utilizan en radiodifusión. Más pequeñas son las de la telefonía móvil o las microondas (de ahí su nombre). Las ondas electromagnéticas de las millonésimas de metro de longitud de onda son la luz visible. La interacción de la luz visible con objetos de tamaños parecidos al de su longitud de onda da lugar a fenómenos muy interesantes. Una forma de construir una estructura con características ópticas interesantes aprovechando esos fenómenos son las agrupaciones de esferas, como las canicas de la figura adjunta. En ese tipo de materiales la luz de algunos colores (longitudes de onda) atraviesa el material sin problemas, mientras que para otros es muy opaco. Este comportamiento resulta útil en diversas aplicaciones tecnológicas. Claro que para que esos materiales funcionen con la luz tienen que estar hechos de esferas de millonésimas de metro. Mucho más fácil es construirlas de canicas; eso sí, entonces los efectos se producen con ondas también mucho más grandes, las microondas. Eso es lo que se muestra en la figura, una construcción de canicas entre dos antenas de microondas conectada a un equipo que las emite y detecta. Las leyes físicas aplicables en ambas situaciones son idénticas, por lo que los resultados del modelo "inflado" son directamente extrapolables al caso óptico.

Con ese sistema experimental se han realizado diversas medidas que nos permiten comprender mejor las diversas formas en que interacciona la radiación con las esferas. Algunas de esas interacciones están demostrando ser capaces de aumentar localmente la intensidad luminosa (haciendo una especie de efecto lupa sofosticado) y con ello la eficiencia de células solares cuando se colocan en su superficie.

La misma historia con bastante más profundidad, en inglés, y referencias a los artículos técnicos originales en Mapping Ignorance. Le agradezco mucho a César Tomé la invitación a participar allí y a Juan Ignacio Pérez la inspiración del proyecto.