lunes, 30 de septiembre de 2013

18:55:00
MASSACHUSSETTS, EE.UU., 30 de septiembre.- Científicos de la Universidad de Harvard y el Instituto Tecnológico de Massachusetts consiguieron unir fotones para generar un nuevo estado de la materia que, para fines de comparación, semejan un sable de luz, la emblemática arma del universo Star Wars de George Lucas.

El grupo de investigación que dirigen los físicos Mikhail Lukin (Harvard) y Vladan Vuletic  (MIT) estudia las propiedades de los fotones, la partícula elemental que constituye la luz y otras formas de la radiación electromagnética. Uno de sus intereses principales es el hecho de que, aparentemente, los fotones carecen de masa y por lo mismo no son capaces de interactuar entre sí.



En este sentido, el gran logro de los científicos fue, como explica Lukin, “crear un tipo especial de medio en el que los fotones interactúan entre sí tan fuertemente que comienzan a hacerlo como si tuvieran masa, y se reúnen para formar moléculas”.

Lukin mismo acepta la similitud de este fenómeno con el sable de luz pues, dice, “cuando estos fotones interactúan entre sí, se empujan y se desvían. La física de lo que sucede en estas moléculas es parecida a lo que vemos en las películas”.

El experimento realizado consistió en enfriar átomos de rubidio en una cámara de vacío a algunos grados antes del cero absoluto (−273.15°), la temperatura a la cual las partículas de la materia dejan de moverse. Después de esto, un par de fotones fueron lanzados hacia esa nube; sin embargo, al salir de esta no lo hicieron individualmente, sino que emergieron como si se tratara de una misma molécula. Esto se debe al llamado bloqueo de Rydberg, principio que establece cuando un átomo es excitado (recibiendo energía), los átomos cercanos pueden ser excitados también en el mismo grado.

En el caso del experimento, el bloqueo de Rydberg causó que cuando el primer fotón excitó los átomos de la nube, tuvo que moverse antes de que el segundo fotón provocara el mismo efecto, con lo cual ambos fotones establecieron una interreacción atómica que al final los hizo comportarse como si fueran una sola molécula, un “nuevo estado de la materia” según lo describió Lukin, pues se trata de una propiedad que se creía imposible para este tipo de partículas.
El científico declaró que estos resultados podrían utilizarse en el campo de la computación y la transmisión de información cuánticas y no, para decepción de muchos, en el desarrollo de un sable de luz.

Así, científicos de la Universidad Harvard y del MIT han descubierto una nueva forma de materia basada en la luz, al informar la creación de “moléculas fotónicas” que se comportan como si tuvieran masa. Un estado de la materia que hasta ahora era solamente teórico.

El descubrimiento a cargo del profesor de física de Harvard, Mikhail Lukin, junto con el Centro de Átomos Ultrafrios del MIT, contradice décadas sobre el conocimiento aceptado sobre la naturaleza de la luz . Los fotones son partículas sin masa, por lo que no interactúan entre ellos. De manera que, si cruzamos el haz de dos lasers, simplemente se atraviesan entre ellos.

“Sin embargo, las moléculas de fotones se comportan diferentes, haciendo a los lasers chocar y desviarse entre ellos. Algo parecido a lo visto en el cine con los sables de luz de Star Wars”, refieren los científicos.

Lo que hicieron fue crear un medio especial en el cual los fotones se comportan de forma que hacen pensar que tienen masa, sin ser así, por lo que se atraen formando moléculas.

Para lograr esto, bombearon átomos de Rubidio en una cámara de vacío, luego usaron lasers para enfriar la nube de átomos hasta solo unos grados por encima del cero absoluto. Luego, usando pulsos de laser muy débiles, dispararon fotones individuales en la nube de átomos.

Los fotones al entrar a la nube, excitan los átomos en su camino, perdiendo energía y causando que disminuyan su  velocidad dramáticamente, debido a la refracción. Algo parecido a un rayo de luz atravesando un vaso de agua .

Cuando dispararon parejas de fotones, se sorprendieron al verlos salir juntos como una molécula. Resulta que el primer fotón debe avanzar antes de que el segundo fotón pueda excitar átomos cercanos, efecto llamado Bloqueo Rydberg. El  resultado hace que los fotones se empujen entre ellos, de esta forma la interacción fotónica es mediante la interacción atómica.

Este tipo de trabajos se llevan a cabo, porque los fotones se mantienen como los mejores candidatos para transportar  información cuántica, pero existía el  problema de la falta de interacción entre ellos.

De manera que este tipo de investigaciones podrían usarse para llevar a cabo operaciones de lógica cuántica, por ejemplo compuertas lógicas fotónicas, pero para ello debe mejorarse el rendimiento sustancialmente. Esto solo son las pruebas iniciales, pero los principios físicos establecidos son muy importantes. (Agencias)