En los últimos años, el papel de la topología en la física también ha aumentado: en 2016, se concedió el Premio Nobel por la aplicación de conceptos topológicos a la física del estado sólido. Ahora se afirma que la topología también puede desempeñar un papel crucial en la generación de luz láser. Una colaboración entre la Universidad Técnica de Viena (TU Wien) y equipos de investigación de Estados Unidos (Universidad del Sur de California y de la Universidad Central de Florida) ha permitido desarrollar un láser especial que emite haces de luz con propiedades topológicas características. Este éxito se ha publicado ahora en la revista Science.

«Hemos conseguido construir un láser cuyas energías siguen un bucle topológicamente no trivial», dice Alexander Schumer, miembro del equipo de la TU Wien. Si se mira en el espacio tridimensional ordinario, la luz simplemente viaja de un lado a otro. En cambio, si se traza el camino que sigue la luz en el láser en el espacio de los posibles valores energéticos, resulta que la energía sigue un bucle alrededor de un llamado «punto excepcional»; este punto cumple la función de un agujero donut, por así decirlo, pero en el espacio energético.

«Este bucle topológico en el espacio de la energía puede parecer abstracto y trivial, pero tiene una implicación crucial para la luz del láser: no vuelve a su punto de partida cuando rodea el punto excepcional, como una trayectoria en una banda de Möbius», explica Alexander Schumer.

«Hemos demostrado así que estos conceptos topológicos también son accesibles en la física del láser sin recurrir a las redes fotónicas o a las estructuras de cristal», afirma Stefan Rotter. «Esto podría dar lugar a nuevas e importantes aplicaciones, similares a las del campo de la física del estado sólido. Podría utilizarse potencialmente para construir láseres especialmente robustos y potentes en los que se pueda amplificar la luz a lo largo de un largo recorrido.»

Puedes conocer todos los detalles del proyecto en la noticia original publicada en Phys.org a través de este enlace.