La luz se puede detener
( Publicado en Revista Creces, Marzo 2001 )

Estamos cerca del computador cuántico

En el vacío, la luz viaja a 300.000 kilómetros por segundo. Su velocidad puede ser un poco menor en un medio más denso, como puede ser por ejemplo a través de un vaso con agua. Con otros artificios, en 1999 Lene Hau de la Universidad de Harvard, asombró a los físicos al comunicar que había conseguido que la luz viajara a sólo unos pocos metros por segundo. Ello lo logró haciéndola pasar a través de una nube de átomos de sodio fríos (50 billonésimas de grado sobre el cero absoluto) (Nature, vol. 397, pág. 594).

Ahora, el mismo Hau ha ido más lejos, y ha conseguido que la luz se detenga completamente, y pueda a voluntad, otra vez comenzar a viajar. Para ello perfeccionó su método anterior de átomos de sodio frío (Nature, vol. 409, pág. 783). Casi simultáneamente otro equipo de investigadores de Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, consiguió lo mismo haciéndola pasar por un gas caliente de átomos de rubidio (Physical Review Letters, vol. 86, pág. 783).

Estos hallazgos significan un paso importante para llegar a fabricar computadores cuánticos súper rápidos, ya que proveen de una forma de pulsar información cuántica de un rayo de luz. Para llegar a producir estos computadores se necesitaría transferir información cuántica desde el rayo de luz a átomos. En este sentido ha habido tentativas anteriores, usando luz para empujar átomos individuales a un estado excitado. Desgraciadamente estos estados son tan delicados, que fácilmente están expuestos a ser destruidos por el ruido basal.

En el último experimento, David Phillips del equipo de Harvard- Smithsonian, consigue que cuando se detiene la luz ésta se arregle en un paquete de muchos átomos de gas. "Conseguimos sobre 1012 átomos, con lo que hace muy robusto el estado" dice Phillips. Esto significa que la información se puede recobrar con 100% de eficiencia.

Lo esencial para detener la luz, es mantener los átomos de gas en "estado oscuro", en los cuales sus electrones son incapaces de saltar a niveles de mayor energía. Esto significa que los átomos no pueden absorber luz, de modo que cuando los investigadores encienden un pulso de luz dentro del gas, éste en cambio interactúa con el "spin" del núcleo del gas. Esto es lo que retarda el pulso.

Ambos grupos de investigadores, para crear un gas en estado oscuro, usan un segundo rayo láser cuidadosamente sintonizado, conocido como rayo acoplado. La velocidad del pulso de luz depende de la intensidad del rayo acoplado. Mientras más reducido es el rayo, más lento viaja el pulso, y desconectando el rayo acoplado trae la luz a una completa detención. Los investigadores aseguran que ellos pueden agrupar el pulso de luz atrapado, restableciendo de nuevo el rayo acoplado.

Lo importante es lograr desconectar el rayo acoplado sin destruir el estado oscuro, dice Mikhail Lukin que ha dirigido las bases teóricas del trabajo que ha inspirado a ambos grupos de investigadores. Pero Hau, afirma además que su equipo ha comprobado que puede cerrar el pulso en "on y off".

De cualquier modo, "se pensaba que se estaba lejos de obtener esto", señala Seth Lloyd, ingeniero en computación del M.I.T. en Massachusetts, que asistió a la conferencia en Utah cuando Luking presentó los resultados de los experimentos.

Al ingeniero Lloyd le gustaría que se pudiera llegar a construir el computador cuántico, pero a partir de un sólido en lugar de un gas. Pareciera que Phil Hemmer de Air Force Research Laboratory en Hanscomm, Massachusetts podría tener la respuesta. El ha conseguido disminuir la velocidad de la luz en un cristal de silicato de yttrium, y ahora, utilizando esta nueva técnica, va a tratar de detenerla completamente.


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