Una linterna normal ilumina en todas direcciones, y a los pocos metros su haz se debilita tanto que apenas ilumina una pared. La atmósfera dispersa la luz, y el viento y las corrientes térmicas la distorsionan aún más. Pero si se coloca un tubo invisible para la luz directamente en el aire, el haz viajará por él como el agua por una manguera.
Esto es precisamente lo que se ha logrado con pulsos láser cortos. El láser calienta brevemente un canal estrecho en el aire, y este se comporta como una lente: la luz ya no se dispersa hacia los lados, sino que avanza. Este canal se denomina guiador de ondas aéreo. Antes solo se había creado en laboratorio, a distancias de hasta 42 metros. Ahora, por primera vez, se ha salido al exterior y se ha conducido la luz a lo largo de 100 metros, con viento real de hasta 2 metros por segundo, niebla y cambios de temperatura. El canal no se rompió.
Las pruebas mostraron que el principal enemigo de este canal es el viento lateral. Desvía el aire caliente hacia un lado y el tubo se curva. Pero incluso con ráfagas, el canal se mantuvo el tiempo suficiente para transmitir una señal. Los científicos combinaron los experimentos con cálculos y comprendieron cómo el viento acorta la vida del guiador de ondas. Ahora es posible ajustar el modo de funcionamiento del láser según el clima.
¿Para qué sirve esto? Para enviar energía o comunicaciones a largas distancias sin cables ni espejos voluminosos. Un dron recibe alimentación no por cable, sino a través de un haz fino que no se dispersa ni con lluvia. O un barco en el mar mantiene comunicación con la costa a través de la niebla. Cien metros son solo el primer paso, pero ya al aire libre.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2608.10369v1
Optical power densities for standoff spectroscopy, remote sensing, directed energy, and free-space optical communications are limited by diffraction and adverse atmospheric conditions such as turbulence, fog, and wind. Air waveguides, generated by ultrashort-pulsed laser filamentation, are a promising approach for transmission and collection of optical signals over long distances, overcoming beam diffraction and, for point-like sources, inverse square signal falloff with distance. In this work, we demonstrate outdoor guiding for the first time over a record length of ~100 m, exceeding the prior (indoor) record of 42 m. We correlate air waveguide performance to a range of real atmospheric conditions including turbulent refractive index structure parameter ($$C_n^2$$) values up to ~$$2.5\times10^{-14} m^{-2/3}$$, crosswind speeds up to ~2 m/s, as well as temperature, pressure, and humidity variations. Accompanying propagation simulations provide insight into the real effects of these environmental perturbations, particularly crosswind, on waveguide performance and lifetime. Our results pave the way for quasi-continuous air waveguiding with kHz-scale repetition rate filaments in challenging outdoor environments.
La velocidad de la luz en el guiador de ondas aéreo casi no difiere de la del vacío: la desaceleración es de menos de una milésima por ciento.
En la novela de Arthur C. Clarke 'Luz de otros días', los personajes usan agujeros de gusano para ver a través de cualquier obstáculo; el guiador de ondas aéreo es un paso modesto pero real hacia el control de la luz en el espacio.