Si tiras una piedra a un estanque, se forman ondas que se expanden en todas direcciones. Ahora imagina que el estanque se convierte de repente en gelatina, y lo hace instantáneamente, más rápido de lo que tarda la onda en completar una cresta. Parte de las ondas seguirá expandiéndose, pero cambiará su ritmo, y otra parte, inesperadamente, dará la vuelta y correrá hacia atrás, hacia el punto de impacto, como si el tiempo fluyera en sentido inverso. Esto es exactamente lo que los físicos han hecho con la luz.
En la vida cotidiana, la luz se refleja en la frontera entre dos medios, por ejemplo, en el vidrio o el agua. Pero se puede lograr una reflexión en el tiempo: cambiar bruscamente, en fracciones de período, las propiedades del propio medio por el que viaja la luz. Entonces la onda se divide. Una parte —la "refractada en el tiempo"— continúa hacia adelante, pero su frecuencia se desplaza (cambia de color). La otra —la "reflejada en el tiempo"— se mueve hacia atrás en el espacio con fase invertida y también con frecuencia modificada. Antes esto solo se había visto con ondas de radio, porque para la luz se necesita un salto en el índice de refracción de casi una unidad en un tiempo más corto que una oscilación: unos pocos femtosegundos (millonésimas de milmillonésima de segundo). Los materiales ópticos comunes o cambian sus propiedades demasiado débilmente o lo hacen demasiado lentamente.
Los autores del trabajo encontraron la manera de crear un salto tan rápido y fuerte. Irradiaron un material transparente con un potente pulso láser que cambiaba casi instantáneamente su índice de refracción. En ese instante, la onda de luz original experimentaba un "empujón temporal" y generaba una onda inversa: la reflejada en el tiempo. El montaje permitió no solo observar el efecto, sino también medir el desplazamiento de frecuencia y fase, confirmando la teoría.
Este truco no es solo un experimento bonito. Ofrece una nueva herramienta para controlar la luz: se pueden amplificar ondas, cambiar su color o dirección sin espejos ni lentes convencionales, simplemente jugando con el tiempo. Y eso es un paso hacia una electrónica óptica más rápida, nuevos láseres y, quizás, la observación de estados exóticos de la luz en medios cambiantes, donde las leyes habituales de la óptica dejan de funcionar.
Para lograr un salto en el índice de refracción suficiente para la reflexión temporal de la luz, los científicos utilizaron un pulso láser de potencia en teravatios, comparable a la potencia instantánea de todas las centrales eléctricas de la Tierra, pero comprimido en un intervalo mil millones de veces más corto que el destello de una cámara fotográfica.