26 noviembre, 2010

Un avance de la Física crea un nuevo tipo de luz

Un avance de la Física crea un nuevo tipo de luz: "Los físicos han creado un nuevo tipo de luz con los fotones enfriados dentro de un estado de burbuja.



Al igual que los sólidos, líquidos y gases, esta condición, descubierta recientemente, representa un estado de la materia. El denominado condensado de Bose-Einstein, fue creado en 1995 con los átomos superenfriados de un gas, pero los científicos pensaban que no se podía hacer con los fotones, las unidades básicas de la luz.  Sin embargo, los físicos Jan Klars,  Julian Schmitt, Frank Vewinger y Martin Weitz, de la Universidad de Bonn, en Alemania, informaron que han podido llevarlo a cabo. Han llamado a estas nuevas partículas "super fotones".



Las partículas del tradicional condensado Bose-Einstein se enfrían cerca del cero absoluto, hasta que su brillo se confunde con los demás y no se pueden distinguir, actuando como partículas gigantes. Los expertos creen que los fotones no podrían alcanzar este estado, porque parecía imposible enfriar la luz mientras era concentrada a un mismo tiempo. Dado a que los fotones son partículas sin masa, simplemente son absorbidos por su entorno y desaparecen, algo que suele ocurrir cuando se enfrían.



De ahí que los científicos necesiten encontrar la manera de enfriar los fotones sin disminuir su número. 'Muchos pensaban que no sería posible, pero yo estaba bastante seguro de que iba a funcionar', comentó Weitz.



Para atrapar a los fotones, los investigadores concibieron un recipiente hecho de espejos colocados muy próximos entre sí, a una millonésima de un metro (1 micra) de separación. Entre los espejos colocaron moléculas tintadas, básicamente, pequeñísimos trozos de pigmento de color. Cuando los fotones chocan con estas moléculas, son absorbidos y luego re-emitidos.



Los espejos atrapan los fotones al mantenerlos rebotando en un estado confinado. Durante el proceso, los fotones intercambian energía térmica cada vez que chocan con una molécula tintada, y con el tiempo se van enfriando hasta una temperatura ambiente. Mientras que la temperatura ambiente esté cerca del cero absoluto, resulta lo suficientemente fría para que los fotones se unan en un condensado de Bose-Einstein.



'Que la temperatura sea lo suficientemente fría para iniciar la condensación depende de la densidad de las partículas', comentó Klars. 'Los gases atómicos ultra-fríos están muy diluidos y, por tanto, condensan a temperaturas muy bajas. Nuestro fotón de gas tiene una densidad mil millones de veces superior, con lo que podemos lograr la condensación a temperatura ambiente.'



Estos hallazgos son detallados por los investigadores en la edición de noviembre de la revista Nature. El físico James Anglin, de la Universidad Técnica de Kaiserslautern, Alemania, que no participó en el proyecto, ha marcado el experimento como una ‘hazaña’, en un ensayo que se acompaña en el mismo número de Nature.



En efecto, al conseguir que los fotones se condensen en dicho estado, origina que se comporten más como partículas de materia ordinaria. También mostraron la capacidad de los fotones, y de hecho de todas las partículas, para comportarse tanto como partícula o como onda, una de las más desconcertantes revelaciones de la física cuántica moderna .



'La física que subyace en la condensación de Bose-Einstein, es la transición del comportamiento como partícula en altas temperaturas al comportamiento como onda a bajas temperaturas', observó Klars. 'Esto es igual de cierto para los gases atómicos como para los fotónicos.'



Los mismos investigadores dijeron que, el trabajo podría tener aplicaciones para crear nuevos tipos de láseres que generen una onda muy corta de luz en las  bandas de UV o de rayos X.



Eso, obviamente, nos llevará algunos años, señaló Wietz.



  • - Referencia: LiveScience.com, 24 de noviembre 2010, por Clara Moskowitz
  • - Imagen: Ilustración de un 'super-fotón', creado cuando los físicos convierten los fotones de luz a un estado de la materia llamado condensado de Bose-Einstein. Crédito: Jan Klaers, de la Universidad de Bonn.


"

No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada