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| Mediante la creación de hendiduras en las superficies reflectantes (mostradas a la izquierda de forma exagerada; la superficie reflectante está orientada hacia arriba), los investigadores pudieron imprimir una estructura en el condensado de fotones (derecha). Crédito: IAP / Universidad de Bonn |
Cuando varias partículas de luz se enfrían y se confinan en un espacio compacto, se vuelven idénticas y actúan como un único superfotón. Los físicos bautizaron este fenómeno como condensado de Bose-Einstein, y normalmente se asemeja a una mancha borrosa de luz.
Los investigadores del IAP han imprimido una sencilla estructura reticular al condensado. Crearon superfotones llenando un diminuto recipiente con una solución de colorante.
En un recipiente reflectante, las moléculas de colorante son excitadas por un láser, generando fotones que rebotan entre las paredes. Estos fotones, que al principio están calientes, pierden energía al chocar con las moléculas de colorante y acaban enfriándose y condensándose en un superfotón.
Andreas Redmann, del Instituto de Física Aplicada (IAP) de la Universidad de Bonn, explica: «Las superficies reflectantes suelen ser perfectamente lisas. Nosotros les hemos añadido deliberadamente pequeñas hendiduras, proporcionando figurativamente más espacio para que se acumule la luz. De este modo se imprime una estructura en el condensado, casi como cuando se presiona un molde con un lado cerrado hacia abajo en un cajón de arena: si se vuelve a levantar, aún se puede ver la huella del molde en la arena».
«De este modo, hemos creado cuatro regiones en las que el condensado prefiere quedarse. Es como si dividiéramos un cuenco de agua entre cuatro tazas dispuestas en forma cuadrática. Sin embargo, a diferencia del agua, el superfotón no se dividirá necesariamente en cuatro porciones más pequeñas. Si las tazas se colocan juntas lo suficientemente cerca como para que las partículas de luz puedan pasar cuánticamente de un lado a otro entre ellas, permanece como una sola condensación».
Esta propiedad puede permitir el entrelazamiento cuántico, en el que un cambio en la luz de una taza afecta a la luz de las otras, facilitando la comunicación segura entre múltiples participantes. Redmann señala que la modificación de las superficies reflectantes permite crear condensados de Bose-Einstein repartidos por muchos sitios de la red, lo que mejora la comunicación a prueba de interferencias. Su estudio demuestra cómo crear deliberadamente patrones de emisión específicos para diversas aplicaciones tecnológicas, lo que hace que este método sea muy prometedor.