Científicos alemanes detienen
la luz durante un minuto.
Las investigaciones dirigidas a crear un internet
cuántico revelan cómo paralizar las partículas más rápidas del universo a
voluntad
29 julio
2013
Las
investigaciones dirigidas a crear un internet cuántico revelan cómo paralizar
las partículas más rápidas del universo a voluntad
29 julio 2013
¿Se imagina
poder correr más rápido que la luz sin apenas esfuerzo?
Es algo imposible de
acuerdo con las teorías físicas de Einstein, pero totalmente viable si se viaja
al lugar adecuado. Para ganar a la luz en una carrera hay que ir al número 6 de
la Hochschulstrasse, en Darmstadt, Alemania. Allí, en el laboratorio de física
cuántica que dirige Thomas Halfmann, se puede ganar a la luz sin siquiera echar
a correr, porque está paralizada.
La semana
pasada, Halfmann y el resto de su equipo en la Universidad Técnica de Darmstadt
publicaron un estudio en el que describían cómo paralizar un rayo de luz
durante un minuto: todo un récord mundial que casi multiplica por cuatro el
anterior. El avance técnico, que se ha logrado usando rayos láser y superposición cuántica, es un importante paso hacia un nuevo
sistema de comunicación basado en la luz que sería virtualmente imposible de
hackear. En otras palabras, el internet ultraseguro que persiguen ejércitos, multinacionales y hasta casinos online.
Si el rayo de
luz hubiera seguido su marcha habría podido dar 450 vueltas a la Tierra
Si el rayo de luz que Halfmann y su equipo han detenido hubiera seguido su marcha, habría recorrido unos 18 millones de kilómetros en un minuto, suficiente para dar 450 vueltas a la Tierra. El logro ha sido posible gracias a dos haces de luz láser, campos magnéticos y un cristal que se torna opaco o transparente cuando uno de los rayos lo atraviesa.
Los físicos
creen que es posible establecer una especie de internet inhackeable que
funcione con luz y en el que los mensajes vayan encriptados usando fotones.
Cualquier intento de interferir en esos fotones destruiría la clave o el
mensaje que transportan, lo que hace que la clave sea teóricamente
inexpugnable. Pero para poder enviar mensajes con fotones a más de unos 200
kilómetros hacen falta repetidores pues si no la señal se pierde. El
experimento de Halfmann, detallado en Physical Review
Letters, podría servir para construir un repetidor de luz o incluso
una memoria informática que la guarde.
Dos lásers y
un cristal cambiante
Hasta ahora,
la técnica habitual para detener la luz era usar gases muy fríos para frenarla.
Las propiedades ópticas de esos gases interfieren los fotones y permiten frenar
la luz, que viaja a 300.000 kilómetros por segundo en el vacío, hasta los 17
metros por segundo, tal y como demostraron en 1999 físicos de la Universidad de
Harvard. Dos años después lograron detenerla por completo durante fracciones de
segundo. Este mismo año, otro equipo de EEUU logró el récord al retener la luz
durante 16 segundos dentro de una nube de gas a unos 273 grados bajo cero, algo
que ahora ha quedado totalmente pulverizado con la Transparencia Inducida
Electromagnéticamente (EIT, en inglés) usada por Halfmann.
No se conocen
limitaciones de tiempo en el almacenamiento de luz
La técnica de
Halfmann consiste en disparar un primer rayo láser de control a un cristal
opaco, lo que lo vuelve transparente. Después se dispara un segundo láser, que
lleva un mensaje, en este caso una imagen. En ese momento se apaga el primer rayo
láser y el mensaje queda encerrado en el cristal. Aplicando campos magnéticos
Halfmann logra que los átomos del cristal retengan la luz durante un tiempo
récord de un minuto. Después se enciende el primer láser, el cristal vuelve a
tornarse transparente y la luz congelada en el tiempo vuelve a correr,
transmitiendo su mensaje.
“Teóricamente
no se conocen limitaciones de tiempo en el almacenamiento de luz, podría
llegarse a pararla durante horas, o días”, explica Juan José García-Ripoll, investigador del Grupo de
Información y Computación Cuántica de la Universidad Complutense de Madrid.
De
cualquier forma, el minuto logrado por Halfmann puede ser más que suficiente,
explica, ya que en el futuro internet cuántico no será deseable retener los
mensajes durante mucho tiempo. Sí será necesario retenerlos durante un minuto o
más para poder modificarlos, es decir, escribir en ellos los mensajes o claves
que se desean transmitir.
Pero antes de
lograr la nueva red cuántica hay que superar otros problemas. El primero de
ellos es transformar el experimento de Halfmann en un prototipo real. Para ello
hay que convertir el sistema actual en uno realmente cuántico. Por ahora “no
han llegado al régimen de un solo fotón que se necesita para las memorias
cuánticas”, explica Raúl García-Patrón, investigador en el Instituto de Óptica
Cuántica Max Planck de Alemania.
Creo que se pueden hacer experimentos llamados de refacción por medio de lasers y se da una efecto tipo como si el agua saliera de una botella con la misma, proyectando el láser pero no estoy seguro como se le llama a ese efecto.
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