Los investigadores detienen la luz en sus pistas

Crédito de la imagen: NASA

Investigadores de la Universidad de Harvard demostraron que pueden ralentizar la luz e incluso detenerla por completo durante varias milésimas de segundo. Construyeron una cámara que contenía una nube de átomos de sodio enfriados hasta casi el cero absoluto y luego dispararon un pulso de luz en esta nube. ¿El pulso se desaceleró hasta detenerse e incluso se apagó? los investigadores pudieron revivirlo disparando un láser a la nube. Aunque este avance ocurrió hace un par de años, y una próxima edición especial de Scientific American llamada ?The Edge of Physics? proporcionará una actualización de la investigación.

La investigación financiada por la NASA en la Universidad de Harvard, Cambridge, Massachusetts, que literalmente detiene la luz en su camino, algún día puede conducir a computadoras de velocidad vertiginosa que albergan enormes cantidades de datos de los piratas informáticos.

La investigación, realizada por un equipo dirigido por la Dra. Lene Hau, profesora de física de Harvard, es uno de los 12 proyectos de investigación presentados en una edición especial de Scientific American titulada «The Edge of Physics», disponible hasta el 31 de mayo.

En su laboratorio, Hau y sus colegas han podido ralentizar un pulso de luz, e incluso detenerlo, durante varias milésimas de segundo. También crearon un obstáculo para la luz, donde pueden acortar un pulso de luz en factores de mil millones.

“Esto podría abrir una forma completamente nueva de usar la luz, haciendo cosas que antes solo podíamos imaginar”, dijo Hau. “Hasta ahora, muchas tecnologías se han visto limitadas por la velocidad a la que viaja la luz”.

La velocidad de la luz es de aproximadamente 300 000 kilómetros por segundo (alrededor de 186 000 millas por segundo o 670 millones de millas por hora). Algunas sustancias, como el agua y los diamantes, pueden ralentizar la luz hasta cierto punto. Se necesitan técnicas más drásticas para reducir drásticamente la velocidad de la luz. El equipo de Hau logró la «magia de luz» enfriando con láser una nube de átomos de sodio en forma de cigarro a una milmillonésima de grado por encima del cero absoluto, el punto en el que los científicos creen que no puede ocurrir más enfriamiento. Usando un poderoso electroimán, los investigadores suspendieron la nube en una cámara de ultra alto vacío, hasta que formó una masa de átomos gélida, parecida a un pantano.

Cuando dispararon un pulso de luz a la nube, se atascó, se desaceleró drásticamente, finalmente se detuvo y se apagó. Más tarde, los científicos revivieron el pulso de luz y restauraron su velocidad normal disparando un rayo láser adicional a la nube.

La investigación de Hau sobre átomos fríos comenzó a mediados de la década de 1990, cuando colocó átomos ultrafríos en espacios tan reducidos que formaron un tipo de materia llamada condensado de Bose-Einstein. En este estado, los átomos se comportan de forma extraña y no se aplican las leyes tradicionales de la física. En lugar de rebotar entre sí como autos de choque, los átomos se unen y funcionan como una sola entidad.

El primer avance de luz lenta para Hau y sus colegas se produjo en marzo de 1998. Más tarde ese verano, lograron reducir la velocidad de un haz de luz a 38 millas por hora, la velocidad del tráfico suburbano. Eso es 2 millones de veces más lento que la velocidad de la luz en el espacio libre. Jugando con el sistema, Hau y su equipo lograron que la luz se detuviera por completo en el verano de 2000.

Estos avances pueden eventualmente usarse en aplicaciones avanzadas de comunicación óptica. “La luz puede transportar enormes cantidades de información a través de cambios en su frecuencia, fase, intensidad u otras propiedades”, dijo Hau. Cuando el pulso de luz se detiene, su información se suspende y almacena, al igual que la información se almacena en la memoria de una computadora. Los bits cuánticos que transportan luz podrían transportar significativamente más información que los bits de computadora actuales. Las computadoras cuánticas también podrían ser más seguras al cifrar la información en códigos elaborados que solo podrían descifrarse mediante el uso de un láser y fórmulas de decodificación complejas.

El equipo de Hau también está utilizando la luz lenta como una prueba completamente nueva de las extrañas propiedades de los condensados ​​de Bose-Einstein. Por ejemplo, con la barricada de luz que creó el equipo, pueden estudiar ondas y patrones dramáticos de vórtice giratorio en los condensados.

El equipo de investigación de Harvard incluye a Hau; Dres. Zachary Dutton, Chien Liu, Brian Busch y Michael Budde; y los estudiantes de posgrado Christopher Slowe, Naomi Ginsberg y Cyrus Behroozi. Más información sobre la investigación de Hau está disponible en Internet, en http://www.physics.harvard.edu/fac_staff/hau.html.

Para obtener información sobre el Programa de Física Fundamental de la NASA en Internet, visite http://spaceresearch.nasa.gov o http://funphysics.jpl.nasa.gov.

Hau realiza investigaciones bajo el Programa de Investigación de Física Fundamental en Ciencias Físicas de la NASA, parte de la Oficina de Investigación Física y Biológica de la agencia, Washington. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, Pasadena, California, una división del Instituto de Tecnología de California, Pasadena, administra el programa de Física Fundamental.

Fuente original: Comunicado de prensa de la NASA

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