La Reviews of Modern Physics publicó un artículo del doctor Guillermo Federico Quinteiro Rosen, titular de la Cátedra Física de Solidos de la FaCENA. Junto a dos colega de la UBA y la universidad alemana de Münster, revisaron y describieron la investigación en el área de interacción de vórtices ópticos con materia condensada, realizada en la última década tanto por ellos como por otros científicos.
Generar conocimiento a partir de la actividad científica no es un hecho que ocupe la tapa de todos los diarios, ni los programas del prime time de la TV. Pero haciendo un paralelismo, se trata de un acontecimiento tan o más importante que un Campeonato de Fútbol logrado por un equipo en cualquier liga profesional del mundo.
Así de trascendente es la publicación de un artículo científico en la Revista de Física Moderna más importante del mundo, que tiene como autor al doctor Guillermo Federico Quinteiro Rosen, docente titular de la Cátedra Física de Sólidos en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura de la UNNE.
Por ser expertos en el área, el doctor Quinteiro Rosen, junto a los doctores Pablo I. Tamborenea (UBA) y Tilmann Kuhn (Universidad de Münster, Alemania) fueron los encargados de “revisar” el área de interacción de vórtices ópticos con materia condensada, explicando las bases y describiendo la investigación realizada en la última década tanto por ellos como por otros autores que se han ido sumando a la investigación del tema.
Ese artículo se publicó este 25 de agosto en la revista Reviews of Modern Physics, la más importante de su tipo a nivel mundial. Sus extensos artículos (aproximadamente 50 páginas, sin contar bibliografía) describen los antecedentes, evolución y estado del arte de un área de física.
El doctor Quinteiro Rosen es un investigador que se radicó en Corrientes en 2018, buscando un espacio y condiciones adecuadas para seguir ampliando la frontera del conocimiento en un área de la física moderna poco conocida: el estudio de la interacción de vórtices ópticos con la materia condensada. Traía consigo pocas cosas materiales, pero una formación de primer nivel: Licenciado en Física (UBA), un Doctorado y un Máster en la prestigiosa Michigan State University (USA), además de estadías postdoctorales en Alemania y Estados Unidos.
El CONICET lo incorpora en calidad de investigador independiente, rol que ocupa en el Instituto de Modelado e Innovación Tecnológica (IMIT) del Centro Científico Tecnológico Nordeste. “Vine a Corrientes apostando al sistema científico argentino, que se sostiene en gran medida gracias a la solidaridad entre pares. Pero hay una realidad, es muy difícil hacer ciencia. Me sucedería en cualquier lugar de la Argentina, estos trabajos que posicionan a la ciencia nacional en el primer plano mundial fueron realizados con poca ayuda financiera” señaló Quinteiro Rosen.
Referente. El camino que lo posiciona como uno de los referentes en el estudio de vórtices ópticos con la materia condensada, comienza en el 2009 junto al profesor Tamborenea.
La acción de esos vórtices ópticos en materiales no había sido hasta ese momento estudiada, y la primera publicación que realizaron fue la primera a nivel mundial en abordar este tema. “Los vórtices ópticos se conocen desde hace varias décadas, se habían investigado sus propiedades intrínsecas y solo un poco su interacción con la átomos y moléculas, pero nunca su interacción con materia condensada”, expresó el doctor Quinteiro Rosen.
-¿Qué son los vórtices ópticos?
-“Los vórtices ópticos son un tipo especial de luz, o radiación electromagnética. Usualmente pensamos en la luz como un haz de intensidad más o menos constante. Por ejemplo, si iluminamos una pared distante con la luz de una linterna, veremos proyectada una mancha luminosa redonda cuya intensidad o brillo varía lentamente desde su centro (máximo brillo) hacia afuera. La estructura de esta luz varía suavemente en el espacio. A diferencia de estos haces de luz suaves, los vórtices ópticos varían su intensidad (y otras propiedades) fuertemente en el espacio. Su estructura espacial se asemeja a la de un tornado o remolino, por eso el nombre de vórtices. Proyectados sobre una pared se verá un anillo, es decir que la mínima intensidad está en el centro -el vórtice u ojo del tornado- aumenta hacia afuera, para después disminuir nuevamente. Estos cambios drásticos en la estructura espacial producen que otras propiedades, además de la intensidad lumínica, sean muy diferentes a las propiedades que tienen los haces suaves. Y vuelven a los vórtices ópticos útiles en aplicaciones.
-¿Cómo vincula el estudio de los vórtices ópticos con el de la materia condensada?.
“La Materia Condensada es una de las grandes áreas de la física (otras son la Física de Partículas, la Cosmología, etc.) que estudia mayormente los procesos que ocurren en materiales sólidos, donde un gran número de átomos unidos por fuerzas químicas interactúan entre sí dando lugar a propiedades nuevas que no se observan en átomos aisladas. Muchos procesos interesantes ocurren cuando la luz actúa sobre el sólido, y estos estudios han conducido a un mayor conocimiento del tema y a desarrollos tecnológicos. Los vórtices ópticos presentan propiedades nuevas, y su acción sobre los materiales sólidos recién ahora está comprendiéndose.”
-Al trabajar en sistemas pocos visibles a simple vista, ¿hay experiencias que corroboran sus predicciones teóricas?.
“Durante estos años hemos predicho varios nuevos fenómenos que ocurren cuando los vórtices ópticos actúan sobre los materiales condensados. Nuestro trabajo pionero de 2009 es un buen ejemplo de predicción que fue recientemente corroborada con un experimento:
Un vórtice óptico iluminando un semiconductor produce un torbellino de electrones en el material con la consecuente aparición de un campo magnético. Esta corriente electrónica circular puede ser usada como un detector de luz, o el campo magnético puede utilizarse para controlar otros procesos”.
-¿Qué utilidad práctica se le puede dar a estos nuevos conocimientos?
Hemos sugerido que los vórtices ópticos pueden utilizarse en nuevas espectroscopías, es decir para estudiar las propiedades de los sólidos por medio de luz. Varios procesos electrónicos son invisibles a la luz espacialmente suave; en cambio, nosotros hemos mostrado a través de cálculos teóricos que los vórtices ópticos revelarían aquellos procesos electrónicos, permitiendo al investigador conocer mejor los fenómenos que ocurren en conductores y semiconductores.
Asimismo, hemos propuesto el uso de vórtices ópticos para el control del momento angular intrínseco (o spin) de un electrón localizado en una nanoestructura de tipo punto cuántico. En futuras computadoras cuánticas el spin cumpliría la función de bit (llamado qubit) de información y la luz sería la encargada de cambiar el estado del spin, es decir su valor de información.
Pero en una nueva área como esta, es muy probable que en un futuro no muy lejano veamos desarrollos tecnológicos ahora difíciles de imaginar.
La mejor en Física. Reviews of Modern Physics (abreviado RMP) es una revista científica trimestral revisada por pares publicada por la American Physical Society. Se estableció en 1929 y el editor en jefe actual es Michael Thoennessen. La revista publica artículos de revisión, generalmente de investigadores establecidos, sobre todos los aspectos de la física y campos relacionados. Las revisiones suelen ser accesibles para los no especialistas y sirven como material introductorio para los estudiantes de posgrado, que analizan trabajos recientes, analizan problemas clave que deben resolverse y brindan perspectivas hacia el final.
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