Primer paso para el envío de información a la velocidad de la luz

Un equipo de físicos de la Universidad de Harvard ha conseguido inmovilizar completamente un rayo de luz durante una fracción de segundo, lo que abre el camino a la manipulación y tratamiento del estado de un fotón y a la posibilidad de convertir las partículas de luz en vehículos de información.

El pasado 11 de diciembre la revista Nature se hizo eco de esta investigación, cuya referencia completa puede consultarse en arXiv. La completa inmovilización de un rayo de luz es consecuencia de una larga investigación que ya había conseguido en 2001 un importante precedente: almacenar un rayo de luz a través de la absorción de los fotones por átomos de un gas, según avanzó la revista Physical Review Letters en septiembre de 2002.

La luz viaja a una velocidad de alrededor de 299.000 kilómetros por segundo, pero modera su marcha cuando pasa a través de algunos materiales, como el vidrio. El equipo investigador utilizó un rayo de luz a través de un cilindro de vidrio cerrado que contenía un gas caliente con átomos de rubidio.

En la investigación precedente se había conseguido un resultado parecido al de ahora, pero con un método diferente. En la primera experiencia, un haz de luz se envió a través del gas de rubidio y a continuación se apagó. Los investigadores descubrieron entonces que las características de los fotones habían sido absorbidas por los átomos de rubidio, los cuales devolvieron esta información sobre el estado de los fotones cuando un segundo impulso láser iluminó de nuevo el gas. De esta forma se descubrió que en principio la información cuántica podía ser almacenada y recuperada.

Experimento 2003

En 2001 se consiguió por tanto atrapar muy brevemente los fotones entre los átomos de rubidio, pero la luz había seguido su camino. En el último experimento, sin embargo, los investigadores han conseguido por vez primera detener el vuelo de la luz y su energía durante unas milésimas de segundo, posibilitando así, teóricamente, su potencial manipulación para cargar de información los fotones.

El experimento constituye un nuevo esfuerzo por controlar la luz, que necesitará todavía de otras investigaciones complementarias para que sus aplicaciones puedan ser una realidad en el mundo de la óptica y de la física cuántica. Lo que se pretende con estos trabajos es, entre otras aplicaciones, conseguir ordenadores basados en impulsos de luz para el tratamiento de información, lo que les permitiría alcanzar una velocidad de proceso hoy inimaginable, así como mejorar las comunicaciones por fibra óptica y las técnicas de tratamiento de datos.

La velocidad más rápida que se conoce es la de la luz “en el vacío”, ya que cualquier medio frena esta velocidad, ya sea el agua, el cristal o el diamante, capaz de reducir la velocidad de la luz a la mitad. Cuanto más denso es el medio, más se frena la velocidad de la luz y diversos equipos científicos han intentado en los últimos años detener el paso de los fotones, aunque sólo sea por una fracción de segundo, con la finalidad de poder “cargar” de información las partículas de luz en esa breve pausa, para que de esta forma la información pueda ser transportada de un lugar a otro a la mayor velocidad conocida.