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Investigación

La luz a pequeña escala

A escalas ‘normales' la luz se comporta como un conjunto de rayos que se mueven en línea recta, pero a escalas de longitud pequeña la luz visible se comporta como una onda. Por debajo de la micra -la milésima parte de un milímetro-, la luz no se mueve en línea recta sino que describe pautas en apariencia tan caprichosas como las ondas de agua en un estanque al chocar contra los bordes. Tales movimientos ondulatorios están regidos por las ecuaciones fundamentales del electromagnetismo: las ecuaciones de Maxwell.

Nanoluz y tecnología

Conocer cómo se mueve la luz a esas escalas de longitud es útil para lograr los siguientes objetivos tecnológicos:

1) Explorar el mundo de lo pequeño. Podemos construir sondas de luz con las que modificar y analizar lo que ocurre en la naturaleza a escala nanométrica, es decir a escala de la millonésima del milímetro.

2) Transmitir y procesar información de forma similar a los electrones en un microprocesador. Ya hay dispositivos que utilizan luz para conmutar y procesar señales, como por ejemplo las fibras ópticas a través de las cuales nos llegan a casa datos de Internet y televisión. Estos avances forman parte de la larga carrera por moldear el flujo de la luz en pequeñas estructuras y llegar a fabricar computadores ópticos, un objetivo todavía lejano.

3) Mejorar el rendimiento de los paneles solares.

4) Producir luz (iluminar) a través de dispositivos sólidos.

Nanoluz y nanopartículas

El proyecto nanoluz se centra en resolver las ecuaciones de Maxwell para describir el comportamiento de la luz en nanopartículas metálicas.

Estas partículas se fabrican en laboratorios avanzados de química coloidal y permiten cambiar el color y las propiedades ópticas de los medios en los que se sitúan.

El objetivo más inmediato es diseñar estrategias para el uso de estas partículas en biosensores que tengan sensibilidad a moléculas individuales. A través de biosensores nanoscópicos basados en la interacción de la luz con estas moléculas podríamos llegar a detectarllas y deducir de una cantidad ínfima de fluido corporal -por ejemplo, de una lágrima- la presencia de enfermedades. De este modo, muchos análisis médicos ya no tendrían que recurrir a la extracción de cantidades macroscópicas de sangre.