Por primera vez captan una imagen de átomos individuales transformándose en una onda cuántica
Ciencia
Por: Luis Alberto Hara - 04/28/2024
Por: Luis Alberto Hara - 04/28/2024
Por primera vez, investigadores han capturado en cámara el momento claro en el que átomos individuales comienzan a comportarse como "paquetes de onda". Este avance proporciona la imagen más nítida hasta la fecha de átomos individuales exhibiendo comportamientos ondulatorios, según un artículo preliminar que aún no ha sido sometido a revisión por pares.
La dualidad onda-partícula, un concepto fundamental en mecánica cuántica que desafía la distinción tradicional entre partículas y ondas, ha sido estudiada durante más de un siglo a través de numerosos experimentos. Sin embargo, esta imagen marca un hito al visualizar directamente este fenómeno. Los autores del estudio, Dr. Tarik Yefsah, Joris Verstraten, Dr. Tim de Jongh y Dr. Bruno Peaudecerf, han desarrollado técnicas de imagen comparables a los píxeles de una cámara digital convencional.
Para lograr la imagen, los átomos de litio fueron enfriados casi al cero absoluto con láseres y atrapados en una red óptica, permitiéndoles tiempo suficiente para transformarse en paquetes de onda localizados. Al desactivar temporalmente la red óptica, los paquetes de onda pueden expandirse antes de ser reconvertidos en estado de partícula, un proceso que puede ser grabado gracias a un sistema de microscopía avanzado. Este método se repite muchas veces para mostrar toda la densidad de la función de onda.
"Los paquetes de onda son una de las manifestaciones más elementales de la dualidad onda-partícula", explicaron los autores. "A pesar de esto, sorprendentemente pocos experimentos se han dedicado a medir directamente la expansión de un paquete de onda de una sola partícula con buena resolución, lo que es precisamente lo que hemos hecho".
Este descubrimiento no solo refuerza nuestra comprensión de la dualidad onda-partícula, teorizada por primera vez por Erwin Schrödinger, sino que también puede mejorar nuestro entendimiento de estados de la materia extremos, como las estrellas de neutrones densamente compactas o el plasma de partículas elementales que existió justo después del Big Bang.
Además, el uso de técnicas de imagen que interfieren mínimamente con los sistemas observados, es crucial en la mecánica cuántica donde el observador es parte del experimento. Este avance representa un paso hacia el estudio de sistemas fermiónicos fuertemente interactivos cuyas propiedades son menos comprendidas, abriendo nuevas vías para explorar la misteriosa mecánica del universo cuántico.