Interferómetros

El invento del interferómetro parte del intento de resolución de uno de los más famosos problemas de la física. Dicho problema parte de conocer las propiedades de la luz. La luz tiene características de onda, o bien digamos que para ciertos fenómenos tiene características de onda. Posteriormente se descubrió que en realidad tiene naturaleza dual como onda o como cuerpo, pero a eso se le dio explicación más tarde. Una de las características que tienen las ondas es que necesitan un medio para propagarse, todas las anteriormente conocidas, pero la luz nos llega desde cualquier punto del universo y el universo está vacío. No hay, por ejemplo, materia entre el Sol y la Tierra. Una posible solución a este problema era que sí existiera un medio, que impregnaba todo el espacio y que le sirviera de soporte a la luz, a este medio se le denominó éter. El éter debía de ser muy poco denso y muy elástico ya que todos los esfuerzos para detectarlo fracasaron.

Albert Abraham Michelson y Edward Morley diseñaron un aparato en 1887 que pretendía detectar si existía este buscado éter lumínico. Consistía en un emisor de luz que se hacía pasar por una lámina semitransparente que dividía el haz en dos. A cada haz se le hacía pasar por direcciones perpendiculares y tras un rebote posterior en sendos espejos, se volvían a juntar en un solo haz. Si existiera el éter lumínico habría una diferencia de caminos ópticos entre los dos brazos perpendiculares y exactamente iguales del interferómetro y en el patrón de interferencia formado por los dos haces se formaría una línea oscura central. Pues bien, no se encontró ese patrón y por lo tanto nuestros dos protagonistas demostraron la no existencia del éter lumínico.

Albert Abraham Michelson

Edward Williams Morley

El interferómetro, por el simple hecho de haber zanjado la polémica del éter ya es muy importante en la historia, pero este invento ha ido mucho más allá. Se utiliza para que puedan trabajar conjuntamente dos instrumentos que utilicen la misma longitud de onda de luz, poniéndolos “en fase”. La resolución que se obtiene en la dirección que une los dos instrumentos es la equivalente a la separación entre ellos, no del tamaño de sus colectores. Esto depende de forma muy crítica de la longitud de onda que se emplee, siendo más fácil poner en fase instrumentos con ondas de luz largas. Así se consiguió primero interferometría en las ondas de radio, después en el infrarrojo para tener actualmente redes interferométricas en el visible y en el ultravioleta. Los radiotelescopios VLA, VLBI y ALMA funcionan así y los telescopios VLT, GBT y Keck también lo hacen.

En trabajos posteriores con el interferómetro se llegó a ver su utilidad para medir longitudes de forma muy precisa, ya que el patrón de interferencia mostraba muy claramente si los brazos eran o no exactamente iguales. Esta propiedad del interferómetro se ha llegado al extremo hace muy poco, utilizándose el interferómetro LIGO para detectar las ondas gravitatorias que implicaban desplazamientos de 10^-21 m., la millonésima parte del tamaño de un protón

 

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