La luz cristalizada podría responder preguntas fundamentales de la física

Investigadores de la Universidad de Princeton han cristalizado la luz como parte de un esfuerzo para responder a preguntas fundamentales sobre la física de la materia.

Con la luz cristalizada creada por un equipo de científicos de Princeton Univeristy, se podrá encontrar una respuesta a muchas preguntas fundamentales de la física que no se pueden responder con la tecnología informática actual, y sin la necesidad de un equipo informático cuántico diseñado para todo fin. Imagen cortesía de Princeton University, Engineering School.

Con la luz cristalizada creada por un equipo de científicos de Princeton Univeristy, se podrá encontrar una respuesta a muchas preguntas fundamentales de la física que no se pueden responder con la tecnología informática actual, y sin la necesidad de un equipo informático cuántico diseñado para todo fin. Imagen cortesía de Princeton University, Engineering School.

Los investigadores no han hecho brillar la luz a través de un cristal, sino que han transformado la luz en cristal. Como parte de un esfuerzo por desarrollar materiales exóticos, tales como superconductores a temperatura ambiente, los investigadores han inmovilizado los fotones, el elemento básico de la luz, de modo que se fijan en su lugar.

Los resultados plantean posibilidades interesantes para una variedad de materiales en el futuro. Los investigadores también tienen la intención de utilizar el método para algunas preguntas sobre el estudio fundamental de la materia, un campo denominado física de materia condensada.

Los hallazgos del equipo son parte de un esfuerzo para responder a preguntas fundamentales sobre el comportamiento atómico, mediante la creación de un dispositivo que puede simular el comportamiento de las partículas subatómicas. Dicha herramienta puede ser un método de gran valor para responder a preguntas sobre los átomos y las moléculas que no se pueden responder, incluso con los ordenadores más avanzados de hoy en día.

En parte, eso se debe a que los ordenadores actuales operan bajo las reglas de la mecánica clásica, que es un sistema que describe el mundo cotidiano que contiene cosas como bolas de boliche y planetas. Pero el mundo de los átomos y los fotones obedece a las reglas de la mecánica cuántica, que incluyen una serie de características extrañas, que van en contra del sentido común. Una de estas propiedades extrañas se llama «entrelazamiento», según la cual dos partículas se vinculan entre sí, y una influye en la otra, incluso a través de grandes distancias.

La diferencia entre las reglas clásicas y las cuánticas limita la capacidad de una computadora estándar para estudiar de manera eficiente los sistemas cuánticos. Debido a que el aparato funciona según las normas clásicas, simplemente no puede lidiar con muchas de las características del mundo cuántico. Durante mucho tiempo los científicos han creído que un aparato basado en las reglas de la mecánica cuántica podría permitir que se resuelvan problemas que actualmente se encuentran sin solución. Aunque un ordenador cuántico podría responder las preguntas acerca de los materiales que se plantean los investigadores de Princeton, su construcción ha demostrado ser increíblemente difícil y requiere de más investigación.

El enfoque que el equipo de Princeton está tomando es distinto, y plantea la construcción de un sistema que directamente simule el comportamiento cuántico deseado. Aunque cada máquina se limita a una sola tarea, los investigadores podrían responder las preguntas sin tener que resolver el gran problema que implica la creación de un ordenador cuántico de propósito general. En cierto modo, es como responder preguntas sobre el diseño de un avión mediante el estudio de un modelo de avión en un túnel de viento – los problemas se resuelven con una simulación física, en lugar de una máquina digital.

El dispositivo también podría permitir que los físicos exploren cuestiones fundamentales sobre el comportamiento de la materia al imitar materiales que actualmente sólo existen en la imaginación de los físicos.

Publicación: J. Raftery, D. Sadri, S. Schmidt, H. E. Türeci, A. A. Houck. Observation of a Dissipation-Induced Classical to Quantum Transition. Phys. Rev. X 4, 031043, doi: 10.1103/PhysRevX.4.031043

Fuente: Princeton University

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