Científicos del mit descubren un nuevo estado de la materia


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Científicos crean una forma de materia nunca vista

J. DE JORGE@JUDITHDJ / MADRID
Día 26/09/2013 – ABC.es

Por primera vez, han logrado unir fotones de luz en una molécula, el primer paso para la espada láser de Luke Skywalker

Científicos crean una forma de materia nunca vista

Como el láser de Skywalker

Un grupo de científicos de la Universidad de Harvard y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha dado el primer paso para construir, en un futuro, un objeto muy parecido a la espada láser de Luke Skywalker. No es ciencia ficción. Lo que ya han conseguido estos investigadores es poner patas arriba lo que hasta ahora creíamos sobre la luz, porque han creado nada menos que una nueva forma de materia con moléculas de luz.

Por primera vez, los investigadores han logrado unir unos fotones con otros para formar moléculas que dan forma a un estado de la materia que, hasta ahora, era un juego puramente teórico. Según Mikhal Lukin, profesor de Física en Harvard y coautor del estudio, el descubrimiento va en contra de décadas de conocimientos comúnmente aceptados sobre la luz. Hasta ahora, los fotones se habían descrito como partículas sin masa que no interactúan entre sí, de tal forma que si cruzamos dos rayos láser simplemente se atraviesan el uno al otro.

Sin embargo, los científicos describen en la revista Nature unas«Moléculas fotónicas» que no se comportan como los láseres tradicionales, sino como algo que solo hemos visto en las películas: la espada láser. «Lo que hemos hecho es crear un tipo especial de medio en el que todos los fotones interactúan entre sí tan fuertemente quecomienzan a actuar como si tuvieran masa, hasta unirse para formar moléculas. Este tipo de estado de enlace fotónico ha sido discutido teóricamente durante bastante tiempo, pero nunca se había observado», dice Lukin. «No es una analogía inapropiada comparar esto con espadas láser», añade. «Cuando estos fotones interactúan unos con otros se presionan y desvían, de forma similar a lo que vemos en las películas».

Como la luz en un vaso de agua

Para conseguir estos fotones tan especiales, los investigadores recurrieron a condiciones extremas. Primero, bombardearon átomos de rubidio en una cámara de vacío, entonces utilizaron el láser para enfriar la nube de átomos solo unos pocos grados por encima del cero absoluto. Usando pulsos de láser extremadamente débiles, dispararon fotones individuales en la nube de átomos. A medida que el fotón se mueve a través de la nube, su energía es entregada átomo a átomo, hasta salir de la nube con el fotón.

«Cuando el fotón abandona el medio, su identidad se conserva», afirma Lukin. «Es el mismo efecto que vemos con la refracción de la luz en un vaso de agua. La luz entra en el agua, y entrega parte de su energía al medio, en el que existe como luz y materia acoplados entre sí, pero cuando sale sigue siendo luz. El proceso en la nube de átomos es el mismo, pero más extremo».

Ordenadores cuánticos

Cuando Lukin y sus colegas dispararon dos fotones en la nube, se sorprendieron al verlos salir juntos, como una sola molécula. «Lo hicimos por diversión, y para empujar las fronteras de la ciencia -explica Lukin-, pero tiene repercusiones, ya que los fotones pueden ser el mejor medio de agrupación para transmitir información cuántica». El sistema podría ser útil incluso en la computación clásica, teniendo en cuenta los grandes desarrollos a los que se enfrentan los fabricantes de chips. Además, algún día podría servir para crear estructuras tridimensionales complejas, como cristales, hechos solo con luz. «Todavía no sabemos para qué será útil, pero es un nuevo estado de la materia, por lo que tenemos esperanzas de que surjan nuevas aplicaciones a medida que vayamos estudiando sus propiedades». Skywalker quizás se encuentre con nuevos rivales con los que medirse.

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Crean una nueva forma de materia similar a un sable de luz de ‘Star Wars’

27 sep 2013

starwars-universe.com

Los científicos han creado una nueva forma de materia con moléculas de luz que se parece bastante a los sables de luz de ‘Star Wars’.

¿Qué pasará si intentamos luchar con láseres? Los haces se atravesarán ya que las partículas de luz, que se llaman fotones, no tienen masa detectable y no interactúan entre sí.

Sin embargo, un grupo de investigadores encabezado por el físico de Harvard Mijail Lukín logró hacer que los fotones se comporten como partículas que sí tienen masa. Ellos lograron unir los fotones para que formen moléculas y den forma a un nuevo estado de materia: algo que hasta ahora era algo puramente teórico.

Estas moléculas fotónicas, como las llaman los investigadores, a diferencia de los fotones ‘normales’, se atraen y se repelen. “Se puede comparar esto con los sables de luz”, dice Lukín. “La física de lo que pasa es similar a lo que vemos en las películas”.

¿Podemos aspirar a comprarnos un sable de luz y convertirnos en Jedi? Más bien no. Para obtener sus resultados los científicos crearon condiciones muy especiales que no existen naturalmente. Usando pulsos de láser muy débiles, introdujeron los fotones en una cámara de vacío con una nube de átomos de rubidio enfriada hasta casi el cero absoluto (la temperatura más baja posible, −273,15 °C). Los fotones, pasando por la nube, se ralentizan y salen de la cámara unidos como en una molécula.

“Por el momento no sabemos exactamente para qué usar el hallazgo”, dijo Lukín. “Pero es un nuevo estado de materia, esperamos que mientras sigamos investigándolo, surjan métodos de aplicación”.

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