Empujar y girar

Ya vimos en clases anteriores que los campos no solo transportan energía, sino también impulso lineal, igual que un cuerpo material que se traslada. Y que este impulso se pone de manifiesto por ejemplo cuando un haz electromagnético interactúa con un cuerpo absorbente o reflectante y genera así una presión mecánica conocida como “presión de radiación” (ver post anterior).

En la teórica de hoy prestamos atención a los haces limitados espacialmente en la dirección transversal a la dirección de propagación. Y mencioné que estos haces se pueden diseñar para hacer “pinzas ópticas” (ver enlace sobre pinzas en la Wikipedia inglesa acá, el artículo en español ni lo miren porque es muy divagante y no me gusta).

Para que una pinza óptica sea una pinza hecha y derecha, es necesario no solamente que empuje (transferencia de momento lineal), sino también que retuerza. Y esto se logra mediante transferencia de momento angular. Claro, aunque no hayamos hecho las cuentas en el pizarrón, ya lo sabíamos: si los campos tienen energía y momento lineal, también tienen momento angular.

El momento angular de los campos se suele clasificar en momento “de spin” y “orbital”, aunque hay situaciones donde la distinción entre los dos tipos no es posible. El siguiente esquema, tomado de Wikipedia, ilustra ambos tipos:

spin versus orbital

S (spin) y O (orbital). Para saber más conviene mirar éste enlace. 

Las intrincada naturaleza del momento angular orbital fue reconocida recién en la década de 1990 y en este momento hay varios grupos dedicados a domesticarlo. En este video, Miles Padgett (Profesor de Óptica en el Departamento de Física de la Universidad de Glasgow, Escocia), cuenta que están haciendo en su grupo

click para video

(click en la imagen para ver video en una página de la organización SPIE).

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