Si se desea utilizar la luz de manera eficiente, ya sea en la fotosíntesis o en el sistema fotovoltaico, debe absorberse por completo. Esto es más difícil si la absorción ocurre en una capa delgada del material que normalmente permite que una gran parte de la luz fluya a través de ella.
Equipos de investigación de la Universidad Hebrea de Jerusalem y la Universidad Tecnológica de Viena crearon un sistema sorprendente que permite que un haz de luz sea absorbido por completo.
Construyeron una “trampa de luz” utilizando espejos y lentes en los que el haz se dirige en un círculo y luego se superpone a sí mismo, de tal manera que la luz se bloquea y ya no puede salir del sistema.
Como resultado, la luz no tiene más remedio que ser absorbida. Este método de absorción, que acaba de publicarse en la revista científica Science, es el resultado de una fructífera colaboración entre los dos equipos.
El enfoque fue sugerido por el Prof. Ori Katz de la Universidad Hebrea y conceptualizado con el Prof. Stefan Rotter de Viena. El equipo de laboratorio de Jerusalem llevó a cabo el experimento, mientras que los cálculos teóricos provinieron del equipo de Viena.
“Absorber la luz es fácil cuando golpea un objeto sólido”, explicó Rotter. Un suéter grueso de lana negra puede absorber fácilmente la luz. Pero en muchas aplicaciones técnicas, solo hay una capa delgada de material disponible y se desea que la luz se absorba exactamente en esta capa”.
Ya ha habido intentos de mejorar la absorción de los materiales. Por ejemplo, el material se puede colocar entre dos espejos. La luz se refleja de un lado a otro entre los dos espejos, atravesando cada vez el material y teniendo así una mayor probabilidad de ser absorbida.
Sin embargo, para este propósito, los espejos no deben ser perfectos. Uno de ellos tiene que ser parcialmente transparente, de lo contrario, la luz no puede penetrar en absoluto en el área entre los dos espejos. Pero esto también significa que cada vez que la luz golpea este espejo parcialmente transparente, parte de la luz se pierde.
Para evitar esto, se pueden utilizar las propiedades ondulatorias de la luz de forma sofisticada.
“En nuestro enfoque, podemos cancelar todas las retroreflexiones por interferencia de ondas”, dijo Katz.
Si se desea utilizar la luz de manera eficiente, se debe absorberla lo más completamente posible. Esto se aplica cuando la luz se utiliza para la fotosíntesis, en la que las plantas verdes transforman la luz en oxígeno y compuestos orgánicos ricos en energía, o en un sistema fotovoltaico que utiliza paneles solares para convertir la luz solar en electricidad.
