Los investigadores sugieren la existencia de una nunca antes imaginada propiedad de los campos electromagnéticos

Los investigadores sugieren la existencia de una nunca antes imaginada propiedad de los campos electromagnéticos
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En un artículo que será publicado en Physical Review Letters, los investigadores sugieren que las ondas electromagnéticas, incluyendo la luz, pueden poseer un exceso de retorcimiento, más allá de lo que los físicos normalmente esperarían. Probablemente, el efecto se limita al reino de lo microscópico, pero los científicos nunca antes había llegado a especular que esto podría ocurrir.

“Hay una cosa en el campo electromagnético que nadie se ha dado cuenta en todo este tiempo”, dice Adam Cohen, un físico-químico en la Universidad de Harvard, quien dirigió el trabajo. “Esto es lo que lo hace interesante”.

Si su existencia se puede confirmar en el laboratorio, la luz super-retorcida podría tener algún día aplicaciones en la síntesis de drogas, biosensores o en otros campos, dijo.

El equipo de Cohen empezó por el estudio de moléculas que tienen la propiedad de “quiralidad” o “mano”, lo que significa que vienen en dos formas que son reflejo una de la otra, como las manos derecha e izquierda. La quiralidad de una molécula sólo es detectable cuando la sustancia interactúa con otras cosas con quiralidad, tales como la luz polarizada circularmente, cuyo campo eléctrico traza una forma helicoidal, como un resorte, cuando se mueve por el espacio. Cuando la luz polarizada circularmente impacta una molécula quiral, la molécula produce una señal que indica si es la versión izquierda o derecha .

Cohen se preguntó si hay regiones del espacio en las que los campos electromagnéticos, incluyendo la luz, podrían ser más quirales que en otros. Él y su coautor de Harvard Yiqiao Tang hicieron algunos cálculos y concluyeron que, de hecho, esto podría ser cierto. En regiones pequeñas del espacio, dicen ellos, esta luz “superquiral” estaría retorcida en tasas cientos de veces mayores que la la luz ordinaria polarizada circularmente.

El retorcimiento, dicen ellos, es una característica inherente de la luz. “Pienso en él como una propiedad física del campo electromagnético, al igual que la intensidad”, dice Cohen. Se produciría, sin embargo, sólo en las regiones del espacio —probablemente raras— donde la condición de los campos electromagnéticos es la adecuada.

El trabajo es “interesante desde el punto de vista fundamental”, ya que introduce una medición de la quiralidad que nadie había pensado antes, dice Akbar Salam, un químico computacional teórica en la Universidad Wake Forest en Winston-Salem, Carolina del Norte, que no está asociado con el trabajo. “La pregunta es si esto se puede realizar de manera experimental.”

Cohen ya está construyendo el aparato en su laboratorio para tratar de hacerlo. Si los investigadores pueden confirmar la existencia de la luz superquiral, ésta se podría emplear un día para construir sensores para detectar moléculas quirales, lo que podría, por ejemplo, indican la posibilidad de vida. Los aminoácidos son los bloques constitutivos de las proteínas, pero se pueden formar por medio de procesos biológicos o no biológicos. En la Tierra, las versiones biológicas son casi exclusivamente de mano izquierda, mientras que las formas no biológicas son formas derecha e izquierda en igual cantidad. En teoría, una sonda en Marte, dice Cohen, podría llevar un sensor ligero de superquiralidad para probar si los aminoácidos que se encuentren en Marte son de origen biológico.

Además, muchos medicamentos vienen en versiones de mano izquierda y mano derecha, y cada uno puede tener efectos radicalmente diferentes. Las empresas farmacéuticas buscan constantemente nuevas formas de influir en las reacciones químicas que producen sus drogas de manera que terminen con una sola quiralidad. Potencialmente,La luz superquiral podría ser útil para el control de este tipo de reacciones, especula Cohen.