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Apr 01, 2023

Física

Cuando la pandemia de COVID-19 cerró universidades y oficinas en todo el mundo

Cuando la pandemia de COVID-19 cerró universidades y oficinas en todo el mundo en la primavera de 2020, encontrar nuevos pasatiempos para evitar el miedo (y el aburrimiento) se volvió primordial. Mientras que algunos se dedicaron al punto de cruz o a una nueva rutina de estiramiento, Aaron Slepkov, investigador de fotónica de la Universidad de Trent en Peterborough, Canadá, recurrió a una forma de arte inspirada en la física llamada polage para ocupar su tiempo.

El polage, o coloración filtrada por polarización, como lo llama Slepkov, es una especie de collage que usa polarizadores y películas delgadas para crear obras de arte de colores brillantes que se transforman según cómo las mires. Esta metamorfosis es posible gracias a la birrefringencia, una propiedad óptica de ciertos materiales que cambia el estado de polarización de la luz transmitida. Los ejemplos de materiales birrefringentes incluyen hielo, cristales de calcita, película de celofán y cinta transparente.

La birrefringencia se descubrió por primera vez en el siglo XVII y desde entonces se ha utilizado en una amplia variedad de aplicaciones, desde medir la tensión interna del vidrio hasta estudiar los patrones internos de los minerales. Sin embargo, a pesar de la larga historia de la birrefringencia, su aceptación en el mundo del arte fue más reciente. El término polage fue acuñado por primera vez por Austine Wood Comarow en 1967 después de que comenzara a trabajar con celofán y filtros polarizadores. Sus piezas coloridas, abstractas y con temas de la naturaleza se han exhibido en museos de ciencia de todo el mundo.

Slepkov no es ajeno a la exploración del lado fantástico de la física, o lo que él llama "investigación impulsada por la curiosidad". En 2019, Slepkov y sus alumnos fueron noticia al investigar por qué los racimos de uva explotan en ráfagas de plasma cuando se calientan en un horno de microondas. Su laboratorio también estudió la ley de Benford, una distribución anómala de dígitos en muchos conjuntos de datos del mundo real, para determinar si podría usarse para hacer trampa en preguntas cuantitativas de opción múltiple.

Polage llamó la atención de Slepkov por primera vez cuando se desplazaba por hilos académicos en Twitter, y se interesó cada vez más en la ciencia detrás de este proyecto de artes y oficios después de presentárselo a sus hijos durante el encierro. "Les mostraría en la pantalla de mi computadora cómo puedo visualizar el arte con gafas de sol, ya que no tenía polarizadores disponibles", dice Slepkov. "Para ser honesto, no estaban tan interesados".

A medida que Slepkov profundizó en la ciencia de la birrefringencia, descubrió muchas preguntas sin respuesta sobre este fenómeno óptico y su papel en el arte. En particular, no estaba claro qué debería hacer un artista, en términos de estratificación y orientación de películas, para obtener un determinado color. "Cómo hacerlo no fue intuitivo", dice Slepkov. "Como alguien que enseña óptica, de repente pude ver todo tipo de explicaciones muy interesantes, tanto matemática como fenomenológicamente, de cómo funcionaban las técnicas de polage".

Mientras que sus propios hijos perdieron interés en el proyecto desde el principio, el hijo de un colega en edad de ir a la escuela secundaria encontró el tema fascinante. Slepkov reclutó a este estudiante para un proyecto de investigación improvisado. Usando un espectrómetro y otros equipos traídos de contrabando a casa desde su laboratorio, el dúo de investigadores trabajó en sus hogares y en Zoom realizando experimentos para formalizar la birrefringencia cuantitativa de diferentes cintas. Este verano, Slepkov publicó dos artículos sobre el tema [1, 2].

En su forma más simple, Slepkov dice que hay tres pasos para crear hermosas pantallas birrefringentes. Primero, la luz blanca pasa a través de un polarizador inicial que obliga a las ondas de luz a polarizarse linealmente. Luego, esta luz atraviesa un material birrefringente, en este caso varias capas de cinta adhesiva, que cambia la polarización de lineal a elíptica. La forma exacta de polarización elíptica depende de la longitud de onda de la luz, así como de la orientación y el grosor de las capas de la cinta.

Esta luz polarizada elípticamente luego pasa a través de un segundo polarizador final para hacer que los colores aparezcan para el espectador. Dependiendo de la orientación de este polarizador, algunas longitudes de onda se bloquearán, mientras que otras longitudes de onda se transmitirán, creando algo llamado "colores no espectrales". En lugar de crear, digamos, un azul "puro" con una longitud de onda de 450 nm, Slepkov explica que el polage tiende a producir una mezcla de longitudes de onda que juntas dan un azul más pastel.

Para crear su propia obra de arte de polage, Slepkov tiene algunas sugerencias para el éxito. Antes de comenzar a colocar la cinta con un abandono imprudente, él aconseja establecer primero una paleta de colores aumentando el grosor de las diferentes tiras de prueba de la cinta. El uso de este enfoque ayuda a eliminar algunas conjeturas sobre cómo se verá la imagen final, explica. También sugiere jugar con diferentes marcas de cinta, ya que cada una puede tener propiedades únicas, como el grosor.

En cuanto a dónde encontrar sus polarizadores, Slepkov dice que todo lo que necesita es una pantalla LCD (como se usa comúnmente para muchos monitores de computadora) y un par de anteojos de sol. La luz de la pantalla LCD está polarizada y la mayoría de las gafas de sol tienen un filtro polarizador, por lo que estos objetos juntos actúan como su primer y segundo polarizador. Para un lienzo, Slepkov sugiere tomar el vidrio de un marco de fotos barato y colocarlo sobre la pantalla LCD. Coloca las capas de cinta adhesiva sobre el cristal y luego ponte las gafas de sol para dar vida a tu obra de arte.

"Así es como hice la mayor parte de mi arte y funciona muy, muy bien", dice Slepkov.

–Sarah pozos

Sarah Wells es una periodista científica independiente con sede en Boston.

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