Los científicos de la Ecole Polytechnique Federale de Lausanne han acoplado un nuevo material con luz al nivel de un solo fotón. El logro abre perspectivas para un mejor control y comprensión de las propiedades de los sistemas correlacionados cuánticamente, donde los cálculos teóricos son difíciles.

Existe un gran grupo de materiales a los que los físicos se refieren como "fuertemente correlacionados, "que incluyen aislantes y materiales electrónicos que tienen propiedades electrónicas y magnéticas inusuales, o incluso neutrones en estrellas de neutrones. Sus propiedades resultan del hecho de que sus componentes interactúan muy fuertemente entre sí:aparecen nuevas características a nivel colectivo, que no están presentes en partículas aisladas.

Las propiedades únicas de los materiales fuertemente correlacionados son a menudo tecnológicamente útiles, y, por lo tanto, se utilizan en imanes superconductores y tecnología de almacenamiento magnético, pero también en las "tecnologías cuánticas" emergentes.

Ahora, científicos dirigidos por Jean-Philippe Brantut en el Instituto de Física de la EPFL, han descubierto el primer complejo, material fuertemente correlacionado cuyos constituyentes están fuertemente acoplados a la luz en el nivel de un solo fotón. El material es lo que los investigadores llaman un "gas Fermi, "que es básicamente un gas de átomos neutros enfriado muy cerca del cero absoluto. Allí, los átomos que pertenecen a la misma familia de partículas que los electrones o neutrones muestran efectos de correlación fuertes similares.

Al colocar este gas Fermi entre dos espejos ópticos altamente reflectantes, una "caja de luz, "Los investigadores descubrieron que las interacciones con la luz se pueden hacer sin precedentes fuertes." Ahora usaremos esto para controlar y comprender mejor las propiedades de los sistemas cuánticos correlacionados, donde los cálculos teóricos son difíciles, "dice Brantut." Por el contrario, esto podría permitir un uso adicional de materia fuertemente correlacionada para aplicaciones de tecnologías cuánticas, donde la interfaz con la luz es un requisito previo ".