Un grupo de físicos de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Gothenburg, Suecia, ha logrado algo casi «divino». Ha producido fotones visibles a partir de las partículas virtuales que se creía existían en el vacío cuántico. En pocas palabras: han obtenido luz prácticamente de la nada. Para conseguir esta hazaña científica, algo que hasta ahora era solo una teoría, el equipo ha utilizado un dispositivo superconductor de interferencia cuántica (SQUID) que consigue modular la velocidad de la luz.
Los investigadores presentarán sus
conclusiones la próxima semana en Padua, Italia. De momento, la
investigación aparece publicada enarXiv.org, y los autores no quieren
ofrecer más datos hasta que su trabajo esté listo para su publicación en
una revista de alto nivel. Sin embargo, científicos que no están
directamente vinculados al equipo de Chalmers aseguran en la web de
Nature que el resultado es impresionante. Si la investigación se
verifica, se convertirá en una de las pruebas experimentales más
inusuales de la mecánica cuántica en los últimos años y «un hito
importante», afirma John Pendry, físico teórico del Imperial College de
Londres, ajeno al estudio. «Es un gran avance», añade Federico Capasso,
un físico experimental en la Universidad de Harvard en Cambridge,
Massachusetts, quien ha trabajado en los efectos cuánticos similares.
El experimento radica en uno de los más
extraños y más importantes principios de la mecánica cuántica: el
principio de que el espacio vacío es…. todo lo contrario. La teoría
cuántica predice que el vacío es en realidad una espuma retorcida en el
que las partículas revolotean.
La existencia de estas partículas es tan
fugaz que a menudo se describe como virtual. Sin embargo, puede tener
efectos tangibles. Por ejemplo, si dos espejos se colocan muy muy
próximos entre sí, las partículas virtuales que existen entre ellos y
fuera crearán una fuerza que empujará las placas metálicas entre sí. Es
lo que se conoce como«Efecto Casimir», en honor al físico holandés
Hendrik B.G. Casimir, quien propuso esta teoría junto a su colega Dirk
Polder en 1940.
Durante décadas, los teóricos han
predicho que un efecto similar puede producirse en un solo espejo que se
está moviendo muy rápidamente. Según la teoría, un espejo puede
absorber la energía de los fotones virtuales en su superficie y volver a
emitir esa energía como fotones reales. El efecto sólo funciona cuando
el espejo se mueve a través del vacío a casi la velocidad de la luz, lo
que es casi imposible para los dispositivos mecánicos que utilizamos a
diario.
Los físicos de Chalmers consiguieron
evitar el problema utilizando una pieza de la electrónica cuántica
conocida como dispositivo superconductor de interferencia cuántica
(SQUID), que es extraordinariamente sensible a los campos magnéticos. De
esta forma, el dispositivo actuó como un espejo y ajustando la
dirección del campo magnético miles de millones de veces por segundo
consiguieron «menearlo» a alrededor del 5% de la velocidad de la luz, lo
suficiente para ver el efecto.
El resultado fue una lluvia de fotones
saltando desde el vacío. Capasso cree que el experimento es «muy
inteligente», y una buena demostración de la mecánica cuántica, aunque
duda de que pueda tener algún efecto práctico. Sea como sea, para los
físicos es un logro realmente emocionante.
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