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Descubren un nuevo estado de la luz

CC0 / Unsplash / Rayos de luz, ilustración
Rayos de luz, ilustración - Sputnik Mundo, 1920, 02.04.2021
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Los físicos alemanes han descubierto una transición de fase hasta ahora desconocida en el condensado óptico de Bose-Einstein y un nuevo estado de los cuantos de luz. Los resultados pueden ser importantes en el futuro para implementar una comunicación cuántica segura.
En el 2010 los investigadores de la Universidad de Bonn bajo la dirección del profesor Martin Weitz por primera vez obtuvieron una fuente de luz completamente nueva: un solo superfotón que constaba de muchos miles de partículas de luz individuales. Fue una especie de condensado de Bose-Einstein de partículas ligeras.
El condensado de Bose-Einstein es un estado agregado extremo de la materia, que solo se produce a temperaturas cercanas al cero absoluto. Este estado se caracteriza por el hecho de que las partículas de dicho sistema ya no son distinguibles y se encuentran en un estado mecánico-cuántico, es decir, se comportan como una superpartícula gigante.
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En el nuevo experimento, los científicos utilizaron la misma instalación que hace diez años. Capturaron las partículas de luz en el resonador que constaba de dos espejos curvos, situados a una distancia de poco más de un micrómetro. El espacio entre los espejos fue llenado con una solución líquida de colorante que enfriaba los fotones.
En algún momento, los investigadores consiguieron capturar la transición de fase en el sistema de partículas ligeras atrapadas. Los autores explican esta transición de la siguiente manera: los espejos translúcidos provocan la pérdida y el reemplazo de fotones creando un desequilibrio, lo que lleva a que el sistema comience a oscilar. Como resultado, se forman dos fases distintas: una de oscilación y otra de atenuación. En esta última, la amplitud de la vibración disminuye gradualmente.
"La fase de ultraatenuación que observamos corresponde a un nuevo estado del campo de luz", afirma Fahri Emre Ozturk, del Instituto de Física Aplicada de la universidad de Bonn.
Los científicos esperan que en el futuro su descubrimiento se utilice en el campo de la comunicación cuántica.
"Esto puede ser interesante para transmitir mensajes cifrados cuánticamente entre múltiples participantes", señala Ozturk.
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