Fuente: Ciencia Kanija
Artículo publicado el 1 de noviembre de 2012 en la Universidad de Bristol
¿De qué está hecha la luz, de ondas o de
partículas? Esta pregunta básica ha fascinado a los físicos desde los
primeros días a de la ciencia. La mecánica cuántica predice que los
fotones, partículas de luz, son tanto ondas como partículas,
simultáneamente. Según se informa en Science, físicos de la
Universidad de Bristol han ofrecido una nueva demostración de esta
dualidad onda-partícula de los fotones, conocida como “un verdadero
misterio de la mecánica cuántica” por el ganador del premio Nobel
Richard Feynman.
La historia de la ciencia está marcada
por un intenso debate entra las teorías ondulatoria y corpuscular de la
luz. Isaac Newton fue el principal defensor de la teoría corpuscular,
mientras que James Clerk Maxwell y su tremendamente exitosa teoría del
electromagnetismo, daban apoyo a la teoría ondulatoria. Sin embargo, las
cosas cambiaron drásticamente en 1905, cuando Einstein demostró que era
posible explicar el efecto fotoeléctrico (que había seguido siendo un
misterio hasta ese momento) usando la idea de que la luz está hecha de
partículas: los fotones. Este descubrimiento tuvo un gran impacto en la
física, dado que contribuyó enormemente al desarrollo de la mecánica
cuántica, la teoría científica más precisa jamás desarrollada.
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A pesar de su éxito, la mecánica cuántica presenta un gran desafío a nuestra intuición cotidiana. De hecho, la teoría predice con una notable precisión el comportamiento de objetos pequeños, tales como átomos y fotones. Sin embargo, cuando se echa un vistazo más de cerca a estas predicciones, tenemos que admitir que van totalmente contra la intuición. Por ejemplo, la teoría cuántica predice que una partícula (por ejemplo, un fotón), puede estar en distintos lugares al mismo tiempo. De hecho, incluso puede estar en infinitos sitios al mismo tiempo, exactamente como una onda. De aquí la idea de la dualidad onda-partícula, que es fundamental para todos los sistemas cuánticos.
Sorprendentemente, cuando se observa un
fotón, se comporta como onda o como partícula, pero nunca se aprecian
ambos aspectos a la vez. De hecho, el comportamiento que presenta
depende del tipo de medida que se realice sobre el mismo. Este asombroso
fenómeno se ha investigado experimentalmente en los últimos años,
usando dispositivos de medida que pueden cambiar entre las medidas
ondulatorias y corpusculares.
En un artículo publicado en la revista Science,
los físicos de la Universidad de Bristol dan un nuevo giro a estas
ideas. Los doctores Alberto Peruzzo, Peter Shadbolt y el profesor Jeremy
O’Brien del Centro de Fotónica Cuántica se unieron a los teóricos
cuánticos, el Dr. Nicolas Brunner y el profesor Sandu Popescu para idear
un nuevo tipo de aparato de medida que pudiese medir a la vez el
comportamiento corpuscular y ondulatorio. Este nuevo dispositivo
funciona gracia a la no localidad cuántica, otro impactante efecto
cuántico poco intuitivo.
El Dr. Peruzzo, miembro investigador en
el Centro de Fotónica Cuántica, dice: “El aparato de medida detectó una
fuerte no localidad, certificando que el fotón se comportaba
simultáneamente como onda y partícula en nuestro experimento. Esto
representa una sólida refutación de los modelos en los que el fotón es
una onda o una partícula”.
El profesor O’Brien Director del Centro
de Fotónica Cuántica, dice: “Para llevar a cabo esta investigación,
usamos un chip fotónico cuántico, una novedosa tecnología desarrollada
en Bristol. El chip es reconfigurable, por lo que puede programarse y
controlarse para implementar diferentes circuitos. Hoy, esta tecnología
es un enfoque principal en la búsqueda de la construcción de un
computador cuántico y, en el futuro, permitirá nuevos y más sofisticados
estudios de aspectos fundamentales de los fenómenos cuánticos”.
Una prometedora perspectiva para resolver un verdadero misterio de la mecánica cuántica. ¡Permanece atento!
Artículo de Referencia:
‘A Quantum Delayed Choice Experiment’ by Peruzzo et al. in Science
Fecha Origina: 1 de noviembre de 2012
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