He aquí el rayo tractor reversible y de largo alcance

Es una escena clásica de la ciencia ficción: una nave espacial escapa de la flota espacial sólo para ser agarrada por un rayo tractor y cómo si fuera envuelta por un lazo fotónico, la nave es arrastrada de vuelta hacia el enemigo.

Usar láser para mover cosas es más común de lo que crees. Por lo general son usados para inmiscuirse en los objetos microscópicos durante estudios de la biología, la fisicoquímica y la física de materia condensada. A escalas muy pequeñas el "tocar" un objeto de forma convencional es difícil, como tomar un diente de león con una maquina retroexcavadora. Por eso utilizamos la luz para mover ciertas cosas.

Una versión de rayo tractor, en que los objetos son movidos en reversa en vez de empujados o tomados con unos palillos láser, existe en versión experimental y a pequeña escala.

NUn equipo global de investigadores de universidades en Estados Unidos, Australia y Qatar están desarrollando un rayo tractor capaz de atraer esferas de vidrio recubiertas de oro muy pequeñas (un quinto de milímetro de diámetro) a través de distancias tan grandes como varios décimos de un centímetro.

El trabajo fue publicado en la última edición de Nature Photonics y describe el desarrollo de un "rayo tractor de alto rango y polarización controlada". Este rayo, ademas de atraer objetos, puede "parar las esferas a voluntad o revertir la dirección de movimiento variando la polarización del rayo" reportó el equipo.

Los palillos láser que mencionamos antes son conocidos como pinzas ópticas. La idea es transferir el impulso que lleva cada partícula de luz (o fotón) hacia un objeto, pero las utilidades actuales de las pinzas ópticas son muy limitadas.

Por ejemplo es posible mover un objeto con el "plano focal" del rayo, esto es el punto de luz que proyecta en alguna superficie, pero este sistema necesita un vacío o líquidos con grandes cantidades de conductores térmicos. Esto sucede porque cualquier material que intervenga, sea líquido o gaseoso, trabaja bloqueando las partículas.

El nuevo estudio describe una elegante solución que implica la geometría del rayo y la polarización de sus partículas. Los investigadores, liderados por Vladlen Shvedov de la Australian National University, intercambiaron los típicos rayos de luz por unos con forma de rosquilla: un rayo láser con centro hueco. Y en vez de luz, utilizaron el calor del láser para mover las partículas de vidrio.

La partícula manipulada por el rayo tractor es ubicada en el centro hueco y la dirección que toma la partícula depende de la polarización del rayo láser.

Si el rayo se mueve en una dirección, oscila en otra; esto es la polarización. Si tomas un elástico gigante y le das un golpe, la energía viaja a través de la estructura hasta el otro extremo, pero también vibra hacia arriba y abajo.

Por lo general tenemos algo llamado polarización radial, donde la oscilación está a cierto ángulo del rayo láser, apuntando hacia atrás o adelante. Puedes verlo en la imagen izquierda del diagrama que está abajo.

Pero existe otra opción. Está es la polarización azimutal. Como puedes ver en la figura a mano derecha, la polarización ocurre en ciertos ángulos del rayo, pero las direcciones están coordinadas y parece que el rayo estuviera rotundo en su eje.

El resultado es una especie de vórtice espiral. En lugar que el rayo de energía golpee las esferas de vidrio en la dirección usual (la fuente de la luz), lo esta golpeando en el lado oscuro (lejos de la fuente del rayo) y empujando en la dirección contraria, cómo un rayo tractor atrayendo algo hacia la fuente.

El estudio concluye que "el rayo óptico presentado puedo transportar partículas a través de distancias macroscópicas (esto es, décimos de centímetro) absorbiendo el aire".