Las partículas de luz (fotones) se presentan como diminutas, porciones indivisibles. Muchos miles de estas porciones de luz pueden fusionarse para formar un solo superfotón si están suficientemente concentrados y enfriados. Las partículas individuales se fusionan entre sí, haciéndolos indistinguibles. Los investigadores llaman a esto un condensado fotónico de Bose-Einstein. Se sabe desde hace mucho tiempo que los átomos normales forman tales condensados. El profesor Martin Weitz del Instituto de Física Aplicada de la Universidad de Bonn atrajo la atención de los expertos en 2010 cuando produjo un condensado de Bose-Einstein a partir de fotones por primera vez.

En su último estudio, El equipo del profesor Weitz experimentó con este tipo de superfotón. En la configuración experimental, un rayo láser rebotaba rápidamente de un lado a otro entre dos espejos. En el medio había un pigmento que enfrió la luz láser hasta tal punto que se creó un superfotón a partir de las porciones de luz individuales. "Lo especial es que hemos construido una especie de pozo óptico en varias formas, en el que el condensado de Bose-Einstein pudo fluir, "informa Weitz.

Un polímero varía la trayectoria de la luz

El equipo de investigadores utilizó un truco aquí:mezcló un polímero con el pigmento entre los espejos, que cambia su índice de refracción en función de la temperatura. La ruta entre los espejos para la luz cambió de modo que las longitudes de onda de luz más largas pasaron entre los espejos cuando se calentaron. La extensión de la trayectoria de la luz entre los espejos podría variar, porque el polímero podría calentarse mediante una capa de calentamiento muy fina.

"Con la ayuda de varios patrones de temperatura, pudimos crear diferentes abolladuras ópticas, "explica Weitz. La geometría del espejo sólo parecía deformarse, mientras que el índice de refracción del polímero cambió en ciertos puntos, sin embargo, esto tuvo el mismo efecto que una forma hueca. Parte del superfotón fluyó hacia este aparente pozo. De este modo, los investigadores pudieron usar su aparato para crear diferentes, Patrones de muy baja pérdida que capturaron el condensado fotónico de Bose-Einstein.

Precursor de los circuitos cuánticos

El equipo de investigadores investigó en detalle la formación de dos pozos vecinos, controlado a través del patrón de temperatura del polímero. Cuando la luz en ambos huecos ópticos se mantuvo en un nivel de energía similar, el super-fotón fluyó de un pozo al vecino. "Este fue un precursor de los circuitos cuánticos ópticos, "destacó el físico de la Universidad de Bonn." Quizás incluso arreglos complejos, para el cual el entrelazamiento cuántico ocurre en interacción con una posible interacción de fotones en materiales adecuados, se puede producir con esta configuración experimental ".

Esto sería, Sucesivamente, ser el requisito previo para una nueva técnica para la comunicación cuántica y las computadoras cuánticas. "Pero aún queda un largo camino por recorrer, ", dice Weitz. Los hallazgos del equipo de investigación también podrían usarse para desarrollar aún más los láseres, por ejemplo, para trabajos de soldadura de alta precisión.