Imagen: Science

Un grupo de físicos del MIT han logrado algo histórico al forzar a tres fotones a interactuar entre ellos de una forma que, en teoría, no debería ser posible. El resultado ha dado una nueva forma extraña de luz “molecular”.

Los investigadores cuentan que las partículas sin masa que componen el espectro electromagnético no tienen mucho que ver las unas con las otras. A menudo los científicos aplastan átomos en aceleradores gigantes y buscan nuevas físicas resultantes. Con los fotones pasa algo parecido. 

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En el año 2013, hace cinco años, un grupo de físicos logró la primicia mundial al forzar a un par de fotones a interactuar entre ellos. Según explicó entonces el físico de Harvard Mikhail Lukin:

Lo que hemos hecho es crear un tipo especial de medio en el cual los fotones interactúan entre sí tan fuertemente que comienzan a actuar como si tuvieran masa, y se unen para formar moléculas.

Para ello, pasaron un láser débil que consistía en unos pocos fotones a través de una nube de átomos de rubidio ultrafrío. Al pasar de un átomo a otro, la luz entrega parte de su energía. Sin embargo, sucede algo extraño cuando un fotón cercano intenta hacer lo mismo. Es lo que se denomina como bloqueo de Rydberg, donde las partículas vecinas no se pueden agitar en el mismo grado.

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Por tanto, cuando un fotón agita un átomo, un fotón cercano con las mismas propiedades no puede hacer que otro átomo comparta el mismo nivel de agitación. Entonces se queda, formando un híbrido de luz atómica llamado polaritón.

Como resultado, hay un empuje y un tirón de polaritones a medida que los fotones se abren paso lentamente a través de la nube de rubidio. Y al salir del otro lado, terminan unidos. Bien, el mismo equipo de físicos ahora ha utilizado la misma configuración para determinar si esta asociación especial también podría ser una tríada, lanzando un tercer fotón a la mezcla.

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¿El resultado? Los tres fotones interactuando formaron un tipo completamente nuevo de materia fotónica. Descubrieron que los fotones fluían como pares y trillizos, en vez de salir de la nube a intervalos aleatorios, como fotones aislados que no tienen nada que ver entre sí. 

Los científicos han estado ocupados en los últimos años controlando la velocidad de la luz en el vacío, retorciéndola en nuevas configuraciones para obtener todo tipo de propiedades extrañas. El nuevo trabajo sienta las bases para tecnologías que podrían usar fotones que pueden enredarse, codificarse y enviarse a largas distancias a altas velocidades con más información. “Sea lo que sea, lo que está por venir será un territorio desconocido”, concluyen en su estudio.[Science vía Motherboard]