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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

En el cumpleaños de Schrödinger, dos videos que explican su célebre experimento teórico con un gato

Ciencia

Por: pijamasurf - 07/29/2013

Este 12 de agosto se celebra el cumpleaños de Erwin Schrödinger, motivo por el cual compartimos un par de videos que explican su conocido experimento teórico con un gato que, al mismo tiempo, puede estar vivo y muerto; además del libro "¿Qué es la vida?", del físico vienés.

gato

Este 12 de agosto se festeja el cumpleaños de Erwin Schrödinger, uno de los físicos más importantes del siglo XX, clave en los desarrollos de esta ciencia en el ámbito de la mecánica cuántica y también en la termodinámica. Schrödinger nació en Viena en 1887.

Por las estimulantes premisas de la cuántica, que confrontan de manera radical los principios newtonianos con los que comprendemos la realidad material, estos desarrollos han conocido cierto tránsito hacia el conocimiento popular, a pesar de su complejidad inherente.

En este sentido, el llamado “gato de Schrödinger” es uno de los planteamientos experimentales que gozan de dicha difusión. Probablemente, sí, por tener como protagonista a uno de estos felinos domésticos.

Grosso modo, el experimento propone a un gato metido en una caja junto con un frasco de veneno que puede o no liberarse, con lo que el gato puede o no morir. Lo enigmático es que, de acuerdo con los principios de la mecánica cuántica, después de cierto tiempo el gato puede estar vivo y muerto al mismo tiempo.

Esta contradicción se explica por el concepto de “superposición”. A diferencia de la física clásica, en la cuántica no es posible conocer la posición exacta de una partícula si se conoce su velocidad (el principio de incertidumbre de Heisenberg, según el cual no se puede tener precisión absoluta de dos variables, dado que la observación afecta la medición); en contraste, solo se pueden obtener probabilidades de posición o, dicho de otro modo, se debe partir de que una partícula pueda estar en muchas posiciones a la vez, de donde se deriva el estado de “superposición”. Aquí un primer video que explica el fenómeno:

 

Una vez que tenemos idea de la superposición, es posible introducir otros conceptos todavía más inquietantes. El primero, el hecho de que es la acción de observar la que hace “colapsar” la naturaleza hacia una opción o la otra. Si abrimos la caja y descubrimos que el gato está vivo, fue dicha observación la que hizo “colapsar” dicha alternativa.

Sin embargo, como se dice en el segundo video que compartimos, “nosotros también somos como el gato”. Observar al gato vivo o muerto es también el resultado de que la naturaleza colapse en nosotros mismos en esa única realidad. La pregunta, aquí, es quién observa nuestra realidad para que colapse de ese modo. “¿O las dos posibilidades ocurren en paralelo dentro de un multiverso de mayor escala?”

 

Al final el experimento planteado por Schrödinger se abre a su vez hacia una de las preguntas fundamentales de la existencia que ha intentado responderse desde disciplinas diversas: ¿Por qué la realidad es real?

En este enlace, ¿Qué es la vida?, de Erwin Schrödinger (PDF).