Crean una nueva fuente de luz: el superfotón

Foto from bbc.co.uk

Hasta ahora los científicos pensaban que desarrollar una fuente completamente nueva de luz era una tarea imposible.

Pero físicos de la Universidad de Bonn, Alemania, lograron crear un "superfotón", un nuevo estado de la materia consistente de fotones o partículas de luz. Tal como explican los investigadores en la revista Nature, el método podría potencialmente abrir una nueva gama de aplicaciones, como el diseño de nuevos tipos de rayos láser y la fabricación de chips más poderosos. Lo que los científicos lograron crear es un Condensado de Bose-Einstein (BEC en sus siglas en inglés) -un estado de agregación de la materia que se da a temperaturas extremadamente bajas- consistente sólo de partículas de luz. En el pasado se había logrado crear BEC con distintos átomos, concentrando un número de éstos en un espacio compacto hasta formar una "super partícula". Aunque se pensaba que el método podría usarse también para crear BEC con partículas de luz hasta ahora había sido imposible. Esto se debía a que cuando los fotones se enfriaban, desaparecían y por lo tanto había sido imposible concentrarlos en un mismo espacio. Pero el profesor Martin Weitz y su equipo lograron superar ese problema. Y lo lograron utilizando un par de espejos.

Calor de la luz

Cuando encendemos un bombillo los filamentos de tungsteno se calientan para que éste empiece a brillar, primero con luz roja, después amarilla, y finalmente con tonos azulados. De la misma forma, cuando la luz "se enfría" deja de brillar en el rango visible y comienza a emitir partículas en el rango infrarrojo invisible. Y el número de fotones disminuye gradualmente a medida que la temperatura se reduce. Por eso, explican los científicos, había sido tan difícil obtener la cantidad requerida de partículas de luz frías para crear un nuevo BEC de fotones. Ahora los investigadores superaron el problema utilizando dos espejos altamente reflectantes para mantener rebotando a un rayo de luz. En las superficies de los espejos colocaron pigmentos con los cuales los fotones chocaban periódicamente y en cada una de estas colisiones las moléculas del pigmento se "tragaban" a los fotones y después los "escupían". Esto logró que los fotones, que no tienen masa, se comportaran como partículas con masa.

"Durante este proceso los fotones asumieron la temperatura del fluido" explica el profesor Weitz. "De esta forma logramos que se enfriaran a temperatura ambiente sin que desaparecieran en el proceso", agrega.

Circuitos más finos

Los investigadores incrementaron la cantidad de fotones chocando entre los espejos alterando la solución de pigmento y así lograron enfriar suficientes partículas de luz para condensarlas en un superfotón. Según Jan Klars, otro de los físicos involucrados en el estudio, el nuevo super fotón es similar a un láser, pero con una ventaja importante. "Actualmente no hemos logrado producir un láser que genere luz de onda corta, por ejemplo como la de luz ultravioleta o de rayos X" . "Con el nuevo BEC de fotones esto podría, y debería, ser posible", agrega. Los científicos afirman que el hallazgo podrá ser utilizado por ejemplo, para diseñar chips más potentes. En el diseño de materiales semiconductores se usan rayos láser, pero la finura de estas estructuras se ve limitada por la onda larga de la luz láser que existe actualmente.

"Es como tratar de firmar una carta con un pincel de pintor" dicen los científicos.

Con el nuevo superfotón, agregan, se podrán crear circuitos mucho más complejos y finos sobre la misma superficie de silicio de los actuales chips, lo que permitirá nuevas generaciones de microprocesadores de alta velocidad. Y también podrá aplicarse a otros campos, como la espectroscopía.

Por BBC Ciencia from bbc.co.uk 25/11/2010