Seguramente alguna vez hemos entrado a un cuarto oscuro con otras personas y al utilizar linternas has podido ver que los haces de luz se cruzan…bueno, mejor dicho se ignoran por completo: los fotones individuales que componen la luz no interactúan entre ellos y lo mismo sucede cuando dos coches se cruzan en la carretera de noche, los haces de sus faros no chocan entre sí ni rebotan; sencillamente siguen su camino.
La pregunta lógica entonces es, ¿qué pasaría si las partículas de luz pudieran interactuar, atraerse y repelerse entre sí, como los átomos en la materia común? Seguramente a más de uno se le cruzara por la mente la posibilidad tentadora, aunque de ciencia ficción, de los sables láser. Aunque una posibilidad más real es que ambos haces se fusionen en uno solo, más luminoso.
En un artículo divulgado en Science, un equipo de investigadores de la Universidad de Harvard y del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) –liderados por Vladan Vuletic y Mikhail Lukin–, asegura que ha observado un curioso comportamiento en tripletes de fotones que no ocurre en los fotones «normales».
En experimentos controlados, los científicos hicieron brillar un rayo láser débil en una densa nube de átomos de rubidio en un ambiente ultrafrío (solo una millonésima de grado sobre el cero absoluto). El ultrafrío inmoviliza a los átomos, lo que permite a los investigadores medir con precisión lo que sucede con los fotones del rayo láser una vez salen de la nube.
Los átomos de la materia se caracterizan porque se «relacionan» con otros átomos: atraen y repelen a otros átomos, interaccionan. Por todo ello, se forman moléculas y ocurren las reacciones químicas, por ejemplo. Pero los fotones no suelen hacer este tipo de cosas, salvo que los físicos les sometan a complejas pruebas. Pero si lo hicieran, los ordenadores cuánticos o quizás incluso los sables de luz estarían mucho más cerca de materializarse.
Mientras que los fotones normalmente no tienen masa y viajan a 300.000 km por segundo (la velocidad de la luz), los investigadores observaron que estos fotones adquirieron una fracción de la masa de un electrón. Estas partículas de luz también eran relativamente lentas, viajando aproximadamente 100.000 veces más lentamente que los fotones normales, es decir, aquellos que no interactúan.
«Estos resultados demuestran que los fotones pueden atraerse o entrelazarse a otros lo que, en un futuro teórico, podría llevar a crear ordenadores cuánticos increíbles y quién sabe qué más», señala Vuletic. Pero los autores de la investigación fueron más allá y se plantearon la posibilidad de que la interacción se produjera entre más de dos fotones.
Para averiguarlo, los científicos utilizaron el mismo enfoque experimental que usaron para observar las interacciones de dos fotones; el proceso comienza con el enfriamiento de una nube de átomos de rubidio a temperaturas ultrafrías, solo una millonésima parte de un grado por encima del cero absoluto. Al enfriar los átomos, se los ralentiza hasta casi detenerlos. A través de esta nube de átomos inmovilizados, los investigadores luego hacen brillar un rayo láser muy débil, tan débil que solo un puñado de fotones viajan a través de la nube. Luego, los investigadores miden los fotones a medida que salen del otro lado de la nube atómica. En el nuevo experimento, descubrieron que los fotones fluían como pares y tríos, en lugar de salir de la nube a intervalos aleatorios, como fotones aislados que no tienen nada que ver entre sí.
«Esto significa que estos fotones no solo interactúan de forma independiente entre sí, sino que también interactúan de manera conjunta», finaliza Vuletic.
Descubrir la forma como podrían repelerse los fotones abriría la puerta a escenarios hasta ahora solo posibles en la ciencia ficción: sables de luz láser, cascadas de luz en la que se sumerjan varias fuentes más pequeñas ,ordenadores cuánticos de gran poder de procesamiento hasta nuevos sistemas de almacenamiento en cristales . ¿Qué pasará? nadie lo tiene muy claro, solo resta esperar.
“May The force be with you…”
Hasta la próxima
«Hay mayor realidad que nuestra mayor ficción»
Maestro Nori-El