Por qué la luz rodea un obstáculo sin fricción ✛

Original: "Three-observable measurement of the critical velocity in a paraxial superfluid of light flowing past a mobile impurity"
arXiv:2609.03948v1 · 2026-09-03 · CC BY 4.0 · 2 min
En el laboratorio, la luz se comportó como agua que no encuentra resistencia.

El agua corriente, al fluir alrededor de una piedra, se frena: parte de su energía se pierde en fricción y remolinos. Pero un fluido superfluido, como el helio líquido a temperaturas inferiores a dos grados por encima del cero absoluto, fluye sin fricción alguna. En un laboratorio de París, se observó el mismo comportamiento en la luz: se hizo pasar un haz láser por un gas caliente y este rodeó un obstáculo sin perder energía.

La superfluidez es un flujo sin fricción. Un líquido puede circular eternamente por un anillo cerrado sin disminuir su velocidad.

Se hizo fluir la luz por un canal estrecho: un haz láser creaba el fluido mismo, y un segundo haz, más delgado, servía como obstáculo móvil. Mientras la velocidad del flujo era baja, la luz rodeaba el obstáculo suavemente. Pero cuando la velocidad superó cierto umbral, comenzaron a aparecer vórtices detrás del obstáculo: pequeños remolinos, como los que se forman tras una piedra en un arroyo rápido.

Ese umbral es la velocidad crítica de superfluidez. Antes se medía con un solo criterio, y los resultados variaban ligeramente. Ahora los científicos observaron tres cosas a la vez: cuántos vórtices se generaban, con qué fuerza empujaba el flujo al obstáculo y cuánto se desplazaba el propio obstáculo. Los tres métodos dieron la misma respuesta: la velocidad crítica resultó ser menor de lo que predecía el cálculo anterior, y disminuía si se agrandaba el obstáculo. Esto significa que la luz puede usarse como un modelo práctico para estudiar la superfluidez, y el método de triple verificación será útil en experimentos con otros fluidos cuánticos.

La luz superfluida en este experimento fluye a una velocidad de solo unos 0.0056 radianes, lo que corresponde a un ángulo de inclinación del haz de aproximadamente un tercio de grado. Sin embargo, la velocidad crítica se alcanza ya con una inclinación de una décima de grado.

La idea de una luz que se comporta como un líquido sin fricción resuena con el concepto de 'luz líquida' de la ciencia ficción, como en la novela 'La escalera de Schild' de Greg Egan, donde el vacío posee propiedades ópticas no triviales.

Conceptos
velocidad superfluidez vorticidad velocidad de la luz Principio de Bernoulli flujo tasa de flujo másico líquido problema de los tres cuerpos vapor de rubidio principio de constancia de la velocidad de la luz flujo vórtices superfluidos campo de velocidades violación de la invariancia de Lorentz turbulencia humedad obstáculo pureza agua líquida