Una predicción física se ha confirmado ahora en un experimento: no importa si un objeto es opaco o transparente, la longitud promedio de los caminos de la luz a través del objeto es siempre la misma.

¿Qué pasa cuando la luz pasa a través de un vaso de leche? Entra en el líquido, se dispersa de forma impredecible en innumerables partículas diminutas y sale del vaso de nuevo. Este efecto hace que la leche parezca blanca. Los caminos específicos que toma el haz de luz incidente dependen, sin embargo, de la opacidad del líquido: una sustancia transparente permitirá que la luz atraviese una línea recta, en una sustancia turbia la luz se dispersará numerosas veces, viajando en más complicadas trayectorias en zig-zag. Pero asombrosamente, la distancia total promedio cubierta por la luz dentro de la sustancia es siempre la misma.

El profesor Stefan Rotter y su equipo de la Universidad Tecnológica de Viena, Austria, predijeron este resultado contraintuitivo junto con colegas franceses hace tres años. Ahora él y sus colaboradores de París verificaron esta teoría en un experimento. Los resultados han sido publicados en la revista Science.

“Podemos obtener una idea simplificada de este fenómeno cuando imaginamos la luz como una corriente de partículas diminutas”, dice Stefan Rotter en un comunicado. “Las trayectorias de los fotones en el líquido dependen de la cantidad de obstáculos que encuentren”.

En un líquido claro y completamente transparente, las partículas viajan a lo largo de líneas rectas, hasta que dejan el líquido en el lado opuesto. En un líquido opaco, sin embargo, las trayectorias son más complicadas. El rayo de luz se dispersa con frecuencia a lo largo de su camino, cambia de dirección muchas veces y solo puede alcanzar el lado opuesto después de cubrir una gran distancia dentro de la sustancia opaca.

Pero en un líquido turbio, también hay muchos fotones, que nunca llegarán al lado opuesto. No atraviesan por completo el líquido, sino que simplemente penetran un poco por debajo de la superficie y después de algunos eventos de dispersión vuelven a salir del líquido, por lo que sus trayectorias son bastante cortas. “Se puede demostrar matemáticamente que, sorprendentemente, estos dos efectos se equilibran exactamente”, dice Stefan Rotter. “La longitud promedio del camino dentro del líquido siempre es la misma, independientemente de si el líquido es transparente u opaco”.

Este resultado ayuda a comprender la propagación de las ondas en los medios desordenados. Hay muchas aplicaciones posibles para esto: “Es una ley universal, que en principio se aplica para cualquier tipo de onda”, dice Stefan Rotter. “Las mismas reglas que se aplican a la luz en un líquido opaco también son válidas para las ondas de sonido, dispersas en pequeños objetos en el aire o incluso en las ondas de gravedad, que viajan a través de una galaxia. La física básica es siempre la misma”.

Fuente: Europa Press