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Danza y Luz: Un acercamiento a la interferometría en fibras ópticas

Dentro del inmenso campo de la ciencia y la tecnología, hay fenómenos físicos que esperan ser explicados, fenómenos que podemos comparar con historias que conectan el mundo cotidiano con la ciencia.

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Danza y Luz: Un acercamiento a la interferometría en fibras ópticas

Por Luis Alberto Rodríguez Morales y Olivier Pottiez

Dentro del inmenso campo de la ciencia y la tecnología, hay fenómenos físicos que esperan ser explicados, fenómenos que podemos comparar con historias que conectan el mundo cotidiano con la ciencia. 

Hoy te contaré una historia que gira alrededor de un concepto fascinante conocido como interferometría en fibras ópticas y aunque pueda sonar a tema de científicos locos con sus batas blancas, su esencia puede ser entendida a través de una simple, pero poderosa analogía: la de dos hermanos gemelos y su espejo mágico.

Imagina a los hermanos gemelos, Abra y Cadabra, ¿idénticos, no lo crees?, quienes comparten no solo su apariencia sino también una increíble habilidad para moverse en perfecta sincronía, como si supieran cómo y cuándo se moverá el otro, ¡qué miedo!      

Frente a ellos, hay un espejo mágico, este espejo no es un espejo común y corriente como el de nuestros hogares, no solo refleja la imagen, sino que también es capaz de revelar las más mínimas diferencias en los movimientos de los hermanos. Si uno de ellos cambia su danza, por insignificante que sea el cambio, el espejo lo detectará y reflejará una imagen ligeramente distinta. Esta capacidad de detectar diferencias casi imperceptibles es lo que hace al espejo especial, mágico, capaz de captar detalles que el ojo humano pasaría por desapercibido.     

Danza idéntica de gemelos frente al espejo mágico.

Empecemos definiendo algunos conceptos, la palabra "interferir" viene del latín interferre y significa "meterse entre una acción", en óptica,  el fenómeno de interferencia no es más que la suma o interacción de las ondas lumínicas, y por ende, la interferometría es el estudio de diferentes técnicas y resultados obtenidos por la interferencia de la luz. En nuestro caso, interferometría es como nuestro espejo mágico, nos permite observar cómo las ondas de luz, que son como los pasos de baile de nuestros gemelos, interactúan entre sí y con el medio que las rodea. Al igual que el espejo mágico revela las sutiles diferencias en el baile de Abra y Cadabra, la interferometría nos ayuda a "ver" cambios minúsculos en las condiciones físicas o químicas a través de las variaciones en la luz, como si la luz cambiara sus pasos de baile en respuesta al entorno. 

Ahora que tenemos esto en mente, juntemos esta historia y la interferometría, ¡ven te invito a ponerte tu bata blanca, corre!

La luz, al igual que nuestros gemelos bailarines, puede viajar en ondas coherentes y patrones que, aunque no los podemos ver a simple vista, forman la base de tecnologías e investigaciones que hoy en día utilizamos. Esta luz puede viajar dentro de fibras ópticas. Estas fibras ópticas son como hilos muy finos, más delgados que uno de nuestros cabellos. Estas, actúan como el “escenario” para nuestra “danza” de luz, transmitiendo información (luz) a velocidades asombrosas, conectando el mundo de maneras que antes solo podíamos imaginar, pero eso lo hablaremos en otra historia.

Imagina que dos ondas de luz son como nuestros gemelos y que se  “mueven” a través de dos fibras ópticas. Ambas ondas comienzan su propagación (danza) al mismo tiempo y de la misma manera (sincronizadas). Sin embargo, en el camino, una      de ellas interactúa con algún material y cambia ligeramente su sincronía con su gemela (ritmo de baile). Al final de las fibras, las ondas se encuentran y su desincronización (danza) combinada (interferencia) crea un patrón único. Este patrón (interferograma), nos cuenta la historia de su viaje, incluyendo cómo el material afectó el ritmo de uno de ellos. Al estudiar este patrón, podemos entender las características del material sin siquiera tocarlo. Este patrón único     , estudiado por la interferometría, es como nuestro espejo, el que nos describe esa desincronización de las ondas que no podríamos      ver a simple vista. Así es como un sensor de fibra óptica basado en interferometría puede decirnos mucho sobre los materiales con los que interactúa la luz.  

Interferencia de ondas en una fibra óptica.

¿Y dónde se ve esto en mi día a día? Te cuento, desde monitorear la integridad estructural de puentes y edificios hasta en diagnósticos médicos con mucha      precisión. Es como si el espejo mágico nos permitiera ver los secretos más profundos de las estructuras y la salud, contando historias escondidas en el “reflejo” de la luz.

Así, la próxima vez que veas tu reflejo, piensa en Abra, Cadabra y su espejo mágico. Detrás de esa imagen, hay un mundo de investigación y descubrimiento esperando ser explorado. Hasta la próxima.     

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