Investigadores de la UIB observan por primera vez cristales del tiempo en un láser semiconductor

Un equipo de investigadores del grupo de Óptica y Ciencias No Lineales (ONL), del Instituto de Aplicaciones Computacionales de Código Comunitario (IAC3) de la Universidad de las Islas Baleares, ha conseguido observar por primera vez cristales del tiempo discretos en un sistema láser relativamente simple y accesible. El hallazgo ha sido publicado en la prestigiosa revista Physical Review Letters.

El experimento muestra un láser capaz de autoorganizarse en un estado que no se repite en el espacio, sino en el tiempo. Aunque las leyes físicas no distinguen entre distintos momentos del tiempo, este sistema permite responder con un periodo distinto al que se le impone externamente, lo que se conoce como cristal del tiempo.

Para explicarlo, los investigadores recurren a un columpio impulsado de forma regular. Si todo es estable, cada “foto” tomada en el mismo instante del ciclo muestra lo mismo. Pero en determinadas condiciones no lineales, el engrosador puede necesitar dos o más ciclos para volver a su estado inicial. Es decir, cambia de ritmo sin que nadie haya cambiado el ritmo original.

En el laboratorio, este fenómeno se ha observado en un láser semiconductor en régimen de bloqueo activo de modos. En lugar de emitir pulsos de luz de forma regular, el dispositivo pasa a emitir un pulso cada dos ciclos, un fenómeno conocido como duplicación del periodo. Además, el sistema puede adoptar dos configuraciones temporales equivalentes que coexisten, que actúan como paredes de dominio en el tiempo.

El estudio es fruto de la colaboración internacional entre la Universidad de las Islas Baleares, la Universidad de Münster y la Universidad de Auckland. Los autores destacan que este avance abre la puerta a nuevos experimentos en distintos tipos de láseres, como los de fibra óptica o estado sólido, ampliando así la investigación en cristales del tiempo y dinámica no lineal.

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