El inédito sistema de seguridad informática que emplea ráfagas de luz para proteger información sensible

Proteger los datos que circulan por medio de la fibra óptica es un reto para el que hoy en día se siguen buscando soluciones. Un grupo de científicos de la Universidad de Chile y del Instituto Milenio de Investigación en Óptica (MIRO), junto a investigadores neozelandeses del Dodd-Walls Centre for Photonic and Quantum Technologies y de la Universidad de Auckland, han puesto a prueba un modelo de alta precisión para controlar la vibración de la luz.

El propósito del trabajo es crear nuevas formas de encriptación y mejores sistemas de medición. "Nuestra propuesta, desarrollada en conjunto con nuestros pares de Nueva Zelanda, ha logrado producir instrumentos de altísima precisión, tal como se ha logrado en relojes de gran exactitud que se utilizan en la fibra óptica", explica Marcel Clerc, académico del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile. 

De acuerdo al también investigador de MIRO, "a estos dispositivos se les conoce como cavidades ópticas. Estos son sistemas físicos donde la luz queda circulando y/o rebotando permanentemente, lo que permite que vibren en ciertas frecuencias. Funcionan de manera muy parecida a las cajas acústicas de instrumentos musicales como una guitarra, una flauta o un tambor, pero en vez de ser el sonido lo que se mueve es la onda de luz".

En el interior de dichas cavidades se instala un resonador, "un material que amplifica la intensidad de la luz o un estímulo externo que va amplificando el modo en que vibra la onda de luz. Igual que cuando un niño toma una cuerda y la agita por el borde para ver las ondas", agrega el también Doctor en Física de la Universidad de Niza (Francia). En el desarrollo, los investigadores han analizado el comportamiento de la luz para determinar si es coherente (ordenado) o incoherente (desordenado) con el fin de poder controlarlo. 

Este tipo de comportamiento ya había sido propuesto teóricamente por los investigadores chilenos, pero hasta ahora no se había observado de forma experimental. "Nuestros resultados revelan nuevas dinámicas fundamentales en la interfaz de los dominios, y ofrecen una ruta para patrones personalizados de ráfagas de luz ruidosas o complejas", explica Clerc. Esto les permite establecer patrones y, por tanto, controlarlos.

Posibles aplicaciones

Los resultados obtenidos con este trabajo abren un abanico de posibilidades, como las comunicaciones encriptadas de los datos transmitidos por fibra óptica. Otras áreas de investigación serían análisis médicos como las tomografías, la metrología (medición) de frecuencias en sistemas muy sensibles o el análisis de imágenes satelitales.

Para desarrollar este experimento, los investigadores han trabajado durante dos años. Marcel Clerco estableció los principios teóricos de la posibilidad de ráfagas de luz ruidosas o complejas; Michel Ferre, de la Universidad de Chile, realizó simulaciones numéricas; y el grupo de Nueva Zelanda realizó el experimento. Este equipo ahora pretende seguir estudiando la complejidad del comportamiento de la luz y desarrollar modelos teóricos más adecuados. 

La investigación apareció en la última edición de la revista 'Physical Review Letters' con el título 'Nonlinear Localization of Dissipative Modulation Instability' (Localización no lineal de la inestabilidad de la modulación disipativa).