Científicos de la Universidad Harvard y del MIT han descubierto una nueva forma de materia basada en la luz, al informar la creación de “moléculas fotónicas” que se comportan como si tuvieran masa. Un estado de la materia que hasta ahora era solamente teórico.
El descubrimiento a cargo del profesor de física de Harvard, Mikhail Lukin, junto con el Centro de Átomos Ultrafrios del MIT, contradice décadas sobre el conocimiento aceptado sobre la naturaleza de la luz . Los fotones son partículas sin masa, por lo que no interactúan entre ellos. De manera que, si cruzamos el haz de dos lasers, simplemente se atraviesan entre ellos.
“Sin embargo, las moléculas de fotones se comportan diferentes, haciendo a los lasers chocar y desviarse entre ellos. Algo parecido a lo visto en el cine con los “sables de luz” de Star Wars”, refieren los científicos.
Lo que hicieron fue crear un medio especial en el cual los fotones se comportan de forma que hacen pensar que tienen masa, sin ser así, por lo que se atraen formando moléculas.
Para lograr esto, bombearon átomos de Rubidio en una cámara de vacío, luego usaron lasers para enfriar la nube de átomos hasta solo unos grados por encima del cero absoluto. Luego, usando pulsos de laser muy débiles, dispararon fotones individuales en la nube de átomos.
Los fotones al entrar a la nube, excitan los átomos en su camino, perdiendo energía y causando que disminuyan su velocidad dramáticamente, debido a la refracción. Algo parecido a un rayo de luz atravesando un vaso de agua .
Cuando dispararon parejas de fotones, se sorprendieron al verlos salir juntos como una molécula. Resulta que el primer fotón debe avanzar antes de que el segundo fotón pueda excitar átomos cercanos, efecto llamado “Bloqueo Rydberg“. El resultado hace que los fotones se empujen entre ellos, de esta forma la interacción fotónica es mediante la interacción atómica.
Este tipo de trabajos se llevan a cabo, porque los fotones se mantienen como los mejores candidatos para transportar información cuántica, pero existía el problema de la falta de interacción entre ellos.
De manera que este tipo de investigaciones podrían usarse para llevar a cabo operaciones de lógica cuántica, por ejemplo compuertas lógicas fotónicas, pero para ello debe mejorarse el rendimiento sustancialmente. Esto solo son las pruebas iniciales, pero los principios físicos establecidos son muy importantes.