Investigadores crean un láser de fonones que podría reemplazar al GPS

Lunes 30 Marzo 2026 - 11:40

Investigadores de la Universidad de Rochester y del Rochester Institute of Technology han desarrollado un nuevo tipo de láser que manipula partículas de sonido en lugar de luz, un avance que según sus autores podría contribuir en el futuro a sistemas de navegación inmunes a las interferencias. Los resultados, publicados el 30 de marzo en Nature Communications, describen el primer láser de fonones bimodal con compresión termomecánica, un dispositivo capaz de producir vibraciones coherentes de bajo ruido mediante una nanopartícula levitada ópticamente.

Un fonón es la unidad cuántica de vibración o sonido, análoga al fotón en la luz. El equipo, liderado por Nick Vamivakas del Instituto de Óptica de Rochester, atrapa una diminuta nanoesfera de sílice en el vacío mediante una pinza óptica, un haz láser altamente enfocado, y manipula las oscilaciones mecánicas de la partícula hasta sincronizarlas, replicando así la salida coherente de un láser convencional.

El avance clave reside en una técnica llamada compresión, que reduce el ruido térmico presente en cualquier sistema mecánico. Vamivakas explicó en un comunicado de prensa de la universidad que empujar y tirar del láser de fonones con luz de la manera adecuada permite reducir considerablemente las fluctuaciones en su salida. Por debajo del umbral de operación del dispositivo, ambos modos de oscilación permanecen en estados térmicos; por encima de ese umbral, pasan a un comportamiento coherente similar al de un láser, conservando al mismo tiempo las propiedades de bajo ruido de una fuente comprimida.

Vamivakas y su colaborador Mishkat Bhattacharya, investigador de óptica cuántica teórica en el RIT, demostraron por primera vez un láser de fonones con pinza óptica en 2019, en un artículo publicado en Nature Photonics. El nuevo dispositivo amplía ese trabajo previo combinando, por primera vez en cualquier sistema fonoónico, el efecto láser con la compresión bimodal, generando lo que los investigadores describen como una fuente brillante de fonones coherentes y clásicamente correlacionados.

Es precisamente la reducción del ruido lo que otorga a esta tecnología un potencial que va más allá del laboratorio. Vamivakas señaló que el láser de fonones comprimido podría permitir mediciones de la gravedad y otras fuerzas con precisión absoluta, capacidades fundamentales para la navegación inercial. Los científicos llevan tiempo explorando brújulas cuánticas como alternativas a los sistemas GPS que no dependan de satélites y sean resistentes a las interferencias, y Vamivakas afirmó estar intrigado por la posibilidad de que el láser de fonones represente un paso en esa dirección.

La investigación se enmarca en un creciente interés mundial por la navegación cuántica. Grupos de distintos países desarrollan tecnologías de posicionamiento sin satélite para usos militares y civiles, impulsados por la preocupación ante la vulnerabilidad del GPS frente a la guerra electrónica. El trabajo del equipo de Rochester, financiado por la National Science Foundation, representa lo que sus autores describen como un paso necesario en el desarrollo a largo plazo de una extensión cuántica de su dispositivo.