Por primera vez, han logrado unir fotones de luz en una molécula
Investigadores han unido fotones como si fueran átomos para crear una nueva forma de materia.
Un grupo de científicos de la Universidad de Harvard y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha dado el primer paso para construir, en un futuro, un objeto muy parecido a la espada láser de Luke Skywalker. No es ciencia ficción. Lo que ya han conseguido estos investigadores es poner patas arriba lo que hasta ahora creíamos sobre la luz, porque han creado nada menos que una nueva forma de materia con moléculas de luz.
Por primera vez, los investigadores han logrado unir unos fotones con otros para formar moléculas que dan forma a un estado de la materia que, hasta ahora, era un juego puramente teórico. Según Mikhal Lukin, profesor de Física en Harvard y coautor del estudio, el descubrimiento va en contra de décadas de conocimientos comúnmente aceptados sobre la luz. Hasta ahora, los fotones se habían descrito como partículas sin masa que no interactúan entre sí, de tal forma que si cruzamos dos rayos láser simplemente se atraviesan el uno al otro.
Sin embargo, los científicos describen en la revista Nature unas «Moléculas fotónicas» que no se comportan como los láseres tradicionales, sino como algo que solo hemos visto en las películas: la espada láser. «Lo que hemos hecho es crear un tipo especial de medio en el que todos los fotones interactúan entre sí tan fuertemente que comienzan a actuar como si tuvieran masa, hasta unirse para formar moléculas. Este tipo de estado de enlace fotónico ha sido discutido teóricamente durante bastante tiempo, pero nunca se había observado», dice Lukin. «No es una analogía inapropiada comparar esto con espadas láser», añade. «Cuando estos fotones interactúan unos con otros se presionan y desvían, de forma similar a lo que vemos en las películas».
Como la luz en un vaso de agua
Para conseguir estos fotones tan especiales, los investigadores recurrieron a condiciones extremas. Primero, bombardearon átomos de rubidio en una cámara de vacío, entonces utilizaron el láser para enfriar la nube de átomos solo unos pocos grados por encima del cero absoluto. Usando pulsos de láser extremadamente débiles, dispararon fotones individuales en la nube de átomos. A medida que el fotón se mueve a través de la nube, su energía es entregada átomo a átomo, hasta salir de la nube con el fotón.
«Cuando el fotón abandona el medio, su identidad se conserva», afirma Lukin. «Es el mismo efecto que vemos con la refracción de la luz en un vaso de agua. La luz entra en el agua, y entrega parte de su energía al medio, en el que existe como luz y materia acoplados entre sí, pero cuando sale sigue siendo luz. El proceso en la nube de átomos es el mismo, pero más extremo».
Ordenadores cuánticos
Cuando Lukin y sus colegas dispararon dos fotones en la nube, se sorprendieron al verlos salir juntos, como una sola molécula. «Lo hicimos por diversión, y para empujar las fronteras de la ciencia -explica Lukin-, pero tiene repercusiones, ya que los fotones pueden ser el mejor medio de agrupación para transmitir información cuántica». El sistema podría ser útil incluso en la computación clásica, teniendo en cuenta los grandes desarrollos a los que se enfrentan los fabricantes de chips. Además, algún día podría servir para crear estructuras tridimensionales complejas, como cristales, hechos solo con luz. «Todavía no sabemos para qué será útil, pero es un nuevo estado de la materia, por lo que tenemos esperanzas de que surjan nuevas aplicaciones a medida que vayamos estudiando sus propiedades». Skywalker quizás se encuentre con nuevos rivales con los que medirse.
Fuente: ABC.es
Fuente alternativa 1: (científicamente más rigurosa): Physicsworld.com
Fuente alternativa 2: Sciencedaily
- - - - - - Opinión y comentario - - - - - -
Me suena que ya se podía hacer anteriormente algo muy similar a lo aquí descrito (enlazar fotones y que se comporten como "algo más grande"), aunque supongo que el hecho de llegarlos a casi denominar moléculas cambia todo. Sea como sea, esto cambia completamente la visión que teníamos de los fotones hasta ahora: conseguir que se comporten como entidades con masa.
Las aplicaciones que esto puede tener todavía se desconoce, pero como cita el artículo de ABC y sobretodo el de la segunda fuente, puede ser un avance muy importante en computación. Ahora mismo utilizamos electrones, que resultan menos eficientes, son más lentos, generan campos electromagnéticos mayores y por tanto, calientan más el hardware. Un hardware que utilizase únicamente pulsos de luz, sin realizar las desastrosamente ineficientes conversiones que hacen los prototipos de hoy en día, sería un enorme avance no sólo en velocidad, sino en eficiencia energética y mantenimiento de la pieza.
He de decir que me hizo gracia la comparación de ABC y Sciencedaily con las espadas láser de Star Wars, pero tampoco van muy desencaminados. Básicamente, el comportamiento de "colisión" de la luz de los sables láser, es lo que se ha conseguido ahora. Quizá sea un ejemplo que da a ver poco rigor científico, pero ciertamente no es un mal ejemplo para explicar el tema.
Sea como sea, vuelve a quedar demostrado que todavía queda mucho por descubrir en las más primitivas bases de este mundo (que es la física), cosa que todos los años una o dos veces, físicos de todo el mundo nos demuestran.
Interesante, cuanto menos!
hahaha
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