MADRID, 2 Sep. (EUROPA PRESS) -
Investigadores del National Institute of Standards and Technology (NIST) de Estados Unidos han creado "gatos cuánticos" hechos de fotones (partículas de luz), impulsando las perspectivas para la manipulación de la luz en nuevas formas de mejorar las medidas de precisión, así como la informática y las comunicaciones basadas en la física cuántica.
Los experimentos del NIST, descritos en un próximo estudio, produjeron en varias ocasiones pulsos de luz en los que cada uno poseían dos propiedades exactamente contrarias -en concreto, fases opuestas, como si los picos de las ondas de luz se superpusieran a sus trazos. Los físicos denominan este fenómeno como 'gato óptico de Schrödinger'. Este 'gato cuántico' del NIST ha sido obtenido por primera vez mediante la detección de tres fotones a la vez y es uno de los estados del 'gato cuántico' más grande y bien definido jamás obtenidos de la luz.
Un 'estado de gato' es una curiosidad del mundo cuántico, donde las partículas pueden existir en 'superposición' de dos propiedades opuestas simultáneamente. El 'estado del gato' es una referencia al famoso físico alemán Erwin Schrödinger, quien en 1935 planteó la noción teórica de un gato que está vivo y muerto al mismo tiempo.
"Este es un nuevo estado de la luz, se predijo en la óptica cuántica durante mucho tiempo", dice el investigador asociado del NIST Gerrits Thomas, autor principal del artículo . "Las tecnologías que nos permiten obtener estos resultados realmente buenos son los láseres ultrarrápidos el conocimiento del tipo de luz necesaria para para crear el 'estado del gato', y los detectores de fotones que realmente pueden contar con fotones individuales", explicó, informa el NIST.
El equipo del NIST creó su 'estado de gato' óptico utilizando un pulso láser ultrarrápido para excitar cristales especiales con el fin de crear una forma de luz conocida como un vacío comprimido, que contiene sólo los números pares de fotones. Un número determinado de fotones se restará del vacío comprimido utilizando un dispositivo llamado divisor de haz. Los fotones se identificaron con un sensor de NIST que detecta y cuenta de manera eficiente los fotones individuales.
Dependiendo del número de fotones restados, la luz restante se encuentra en un estado que es una buena aproximación de un gato cuántico. Lo mejor que se puede lograr --dice Gerrits--, porque nadie ha sido capaz de crear uno "verdadero", mediante, por ejemplo, el equivalente cuántico de la superposición de dos haces de láser débil con fases opuestas.
NIST lleva a cabo investigaciones sobre los estados nuevos de la luz, ya que pueden mejorar las técnicas de medición tales como la interferometría, que sirve para medir la distancia basada en la interferencia de dos haces de luz. La investigación también puede contribuir a la computación cuántica -que algún día podrían resolver algunos problemas que son difíciles hoy- y la comunicación cuántica, el método más seguro conocido por proteger la privacidad de un canal de comunicación. Ampliar los 'gatos cuánticos' de la luz es indispensable para el procesamiento preciso de información.
En la imagen, las parcelas coloreadas de los valores de campo eléctrico indican cómo de cerca se muestran los 'gatos cuánticos' del NIST (izquierda) en comparación con las predicciones teóricas para un 'estado de gato' (derecha). Las manchas púrpuras y azules alternando regiones de contraste en el centro de las imágenes indican que la luz está en el estado cuántico apropiado.
