*

X
Científicos en Alemania consiguen detener un rayo de luz durante un minuto, además de almacenar y recuperar información de él, un experimento que se considera ya uno de los más importantes de la física contemporánea.

luz

Si alguna vez digo ante un instante, «¡Deténte, eres tan bello!», puedes atarme con cadenas y con gusto me hundiré.

Goethe, Fausto 

La luz es posiblemente uno de los fenómenos más enigmáticos del mundo físico, el cual comenzó a entender solo a mediados del siglo XX a partir de los desarrollos teóricos de la física cuántica. Entre las propiedades más sorprendentes de las partículas elementales que la componen, los fotones, se encuentra por ejemplo que son al mismo tiempo partículas y ondas: ocupan espacio y pero también se extienden en el espacio, y en ellos la noción de masa presenta una interrogante interesante, pues al poseer energía y si desde la teoría de la relatividad esta es equivalente a la masa, entonces es posible decir que aunque su masa es cero, aun así posee algo que se denomina “masa de la partícula”.

En una investigación que se considera ya como una de los más importantes de la física contemporánea, un equipo de científicos en Alemania dirigido por Georg Heinze, consiguió “congelar” luz durante un minuto, con lo cual, entre otras cosas, fue posible examinar con detalle sus propiedades de coherencia cuántica.

¿Pero cómo detener algo que, de entrada, se mueve a una velocidad de 300 mil kilómetros por segundo? Algo que, en tan solo 1 minuto, es capaz de recorrer 18 millones de kilómetros (puesto en perspectiva: 1 minuto para dar 20 vueltas a la Luna).

El experimento consistió en reducir tanto como fuera posible la velocidad de la luz, por medio de un efecto de interferencia cuántica conocido como “Transparencia Electromagnética Inducida”, el cual consiste en volver opaco un medio de suyo transparente sobre un rango estrecho del espectro lumínico. Los investigadores dispararon un rayo láser sobre un cristal (la fuente de luz) que por esto llevó sus átomos a una superposición cuántica de dos estados; un segundo rayo láser apagó el primero y con ello la transparencia y la superposición; el resultado: el láser disparado en la segunda ocasión quedó atrapado en el cristal, es decir, la luz quedó estática ahí durante un minuto (en términos técnicos, la coherencia de la luz quedó convertida en coherencia atómica ——usualmente la luz no es atómicamente coherente porque se compone de átomos independientes).

Esta “trampa” también fue utilizada para almacenar y después recuperar la imagen de tres líneas, una primera prueba para hacer de este experimento la base de la memoria de posibles computadoras cuánticas o de procedimientos cuánticos para transmitir información entre puntos sumamente alejados entre sí.

Con información de io9 y New Scientist

Físicos demuestran que el principio de incertidumbre de Heisenberg no es "tan incierto" como se pensaba

Por: pijamasurf - 07/29/2013

Uno de los pilares de la física cuántica parece estar sujeta a nuevas revisiones según un grupo de científicos de la universidad de Toronto.

heisenberg

Uno de los pilares de la física cuántica moderna podría tambalearse ligeramente con la aseveración de un grupo de estudiosos de la Universidad de Toronto, quienes parecen haber comprobado que el principio de incertidumbre de Heisenberg no es "tan incierto" como parecería.

Este principio es básico en observaciones a escala microscópica: en líneas generales, la incertidumbre de Heisenberg afirma que la posición y dirección de una partícula no pueden ser medidas simultáneamente sin algún grado de imprecisión; aún más, el hecho mismo de medir estas variables afectaría el movimiento de la partícula.

Dejando intacta la noción de que no pueden conocerse dos variables de una partícula, los investigadores Lee Rozema y Aephraim Steinberg afirman que la disrupción provocada por el observador (la relación medida-disrupción) no ha sido debidamente establecida. Convencionalmente se piensa que una medición siempre provocará una disrupción predecible y consistente, pero los experimentos de este equipo demostrarían lo contrario.

El estudio consistió en tratar de hackear la relación medida-disrupción: aplicando lo que llaman "medida débil" (que consiste en definir un sistema cuántico antes y después de su interacción con las herramientas de medición), no suficientemente fuerte para perturbar el sistema pero lo suficiente para tener una noción de la orientación de un fotón. Luego, estableciendo los deltas de medida y aplicando mediciones más irruptivas, los expertos fueron capaces de determinar que su observación no estaba perturbando el sistema cuántico en la medida en que el principio de incertidumbre predice. De hecho, la disrupción fue la mitad de la esperable en ese caso.

Steinberg lo explica así: "El experimento muestra que el acto de medir no es siempre lo que produce la incertidumbre. Si ya existe mucha incertidumbre en el sistema, entonces la medición no producirá mucho ruido del todo."

Los resultados fueron publicados en la prestigiosa Physics Review Letters, por lo que la comunidad científica deberá posicionarse pronto sobre este descubrimiento, que acotando el tradicional principio de incertidumbre permitirá, con el curso del tiempo y posteriores estudios, reformular y ajustar herramientas teóricas como esta.

[io9]