Consiguen, por primera vez, obtener fotones del vacío en un complejo experimento cuántico


El pasado mes de junio, científicos de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Gothenburg (Suecia), publicaban en arXiv.org una hazaña científica que recordaba al origen «divino» de los tiempos. Los físicos aseguraban en la publicación online haber conseguido crear luz de la nada, provocando un efecto que fue predicho por primera vez hace 40 años pero que nunca antes se había materializado con éxito.

En el experimento, los científicos han sido capaces de capturar algunos de los fotones que aparecen y desaparecen constantemente en el vacío. Muy cautos, los autores no han querido ofrecer más datos sobre su trabajo hasta que estuviera listo para su publicación en una revista de alto nivel. Ahora, el estudio aparece en el último número de la prestigiosa Nature, donde se describe con todo detalle.

Según explican los propios autores en un comunicado, el experimento se asienta en uno de los principios más contradictorios y, sin embargo, más importantes de la mecánica cuántica, y es que el vacío, por raro que parezca, no está vacío. De hecho, el vacío está rebosante de partículas que continuamente fluctúan dentro y fuera de la existencia. Aparecen por un breve momento y luego desaparecen de nuevo como fantasmas. Los físicos se refieren a ellas generalmente como partículas virtuales.

El responsable del estudio, Christopher Wilson, y sus colegas consiguieron que algunos fotones salieran de su estado virtual y se convirtieran en fotones reales, es decir, en luz auténtica. El físico Gerald Moore predijo en 1970 que esto ocurriría si los fotones pudieran rebotar en un espejo que se mueve a una velocidad casi tan alta como la de la luz. El fenómeno, conocido como efecto Casimir, nunca había sido observado hasta ahora.

Cerca de la velocidad de la luz


«Ya que no es posible obtener un espejo que se mueva lo suficientemente rápido, hemos desarrollado otro método para lograr el mismo efecto», explica Per Delsing, profesor de Física Experimental de Chalmers. Para ello, los físicos utilizaron un circuito superconductor que simula un espejo en movimiento. Se trata de un componente de electrónica cuántica conocido como SQUID (dispositivo superconductor de interferencia cuántica), que es extremadamente sensible a los campos magnéticos.

Al cambiar la dirección del campo magnético varios miles de millones de veces por segundo, los científicos fueron capaces de que el «espejo» vibrara casi a la velocidad de la luz. «El resultado fue que los fotones aparecían en parejas del vacío». El hecho de que aparezcan los fotones y no otro tipo de partículas es que los primeros carecen de masa y no hace falta mucha energía para «rescatarlos» de su estado virtual. Los científicos creen que, con mucha más energía, podrían recuperar incluso electrones o protones.

A efectos prácticos, el estudio puede ser de utilidad en el campo de la investigación de la información cuántica, que incluye el desarrollo de ordenadores cuánticos, pero el valor principal del experimento es el aumento de la compresión de los conceptos básicos de la Física, como las fluctuaciones en el vacío de las partículas, que quizás tengan que ver con la misteriosa energía oscura que impulsa la expansión acelerada del Universo. Desde luego, es una de las pruebas experimentales más inusuales de la mecánica cuántica en los últimos años.

www.abc.es

Download:

http://www.nature.com/nature/journal/v479/n7373/full/nature10561.html

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