Un equipo internacional de físicos ha logrado recrear los efectos gravitacionales descritos en la teoría general de la relatividad de Einstein utilizando cristales fotónicos. Los hallazgos, publicados en la revista Physical Review A, ofrecen nuevas perspectivas para el estudio de la gravedad y la óptica.

Los cristales fotónicos son nanoestructuras con un índice de refracción periódico que pueden producir un efecto iridiscente. Al combinar dos materiales distintos con propiedades lumínicas únicas, se logra la síntesis artificial de estos cristales.

En el estudio, los investigadores fabricaron cristales fotónicos a base de silicio y introdujeron distorsiones ajustando la separación entre sus componentes ordenados. Estas modificaciones transformaron la interacción de los cristales con la luz, generando un haz curvado que recuerda la trayectoria de la luz alrededor de un diminuto agujero negro.

Experimentos posteriores, en los que se dirigió un haz de luz a través del cristal para observar su trayectoria de salida, confirmaron la hipótesis.

«Nuestro objetivo era explorar si la distorsión de la red en los cristales fotónicos podía generar efectos de pseudogravedad», explica Kanji Nanjyo, ingeniero electrónico del Instituto de Tecnología de Kioto y autor principal del estudio. «De la misma manera que la gravedad desvía la trayectoria de los objetos, ideamos un método para desviar la luz dentro de ciertos materiales».

Más allá de mejorar nuestra comprensión de la gravedad, un concepto aún envuelto en un misterio, estos hallazgos también encierran un importante potencial tecnológico.

«La capacidad de dirigir haces dentro del rango de terahercios tiene posibles aplicaciones en la comunicación 6G», comentó Masayuki Fujita, físico de la Universidad de Osaka. «Estos resultados indican que los cristales fotónicos pueden simular efectos gravitacionales, abriendo nuevas perspectivas en la física de gravitones», añadió.

Los gravitones son partículas hipotéticas que transmiten la fuerza de la gravedad. Si se demuestran su existencia, la simulación de los efectos gravitacionales en cristales fotónicos podría ayudar a los físicos a estudiar estas partículas con mayor detalle.