“Luz prohibida”: Científicos avanzan en tecnología cuántica con un sorprendente y misterioso descubrimiento

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La mecánica cuántica ha sido considerada tradicionalmente como la teoría del mundo microscópico, la física de las moléculas, los átomos y todo lo relacionado con partículas subatómicas.

Incluso, comics la han utilizado para historias donde particulares superhéroes son capaces de volverse minúsculos para alterar o configurar la materia (como Ant-man, el “Hombre Hormiga” de Marvel).

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Es en ese mismo campo donde un grupo de científicos del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU., asociados con la Universidad de Estatal de Iowa, aseguran haber hecho una gran revolución.

Su descubrimiento fue bautizado como “luz prohibida” y, como justamente es a nivel atómico, podría ayudar a fabricar computadoras cuánticas ultra innovadoras, que utilicen las características de esta área para funcionar a alta velocidad. Esto sería algo muchísimo más avanzado incluso que los dispositivos modernos a través de los que accediste a este sitio.

Para empezar, cabe destacar que cuando hablamos de luz y espectroscopía (la interacción entre la radiación electromagnética y la materia) podemos encontrar fenómenos de primer y segundo orden. Estos últimos son complejos y difíciles de ver.

Se denomina “prohibidos” a los fenómenos impensados, en este caso, una luz que teóricamente no debería haber estado donde la encontraron. Se habla también de cosas prohibidas cuando algo no tiene algún tipo de resolución o explicación matemática.

Por lo tanto, lo que realizaron los académicos liderados por Jigang Wang no es nada de sencillo. Ellos utilizaron ondas luminosas a altas frecuencias, para acelerar materiales superconductores y acceder a propiedades únicas de la física cuántica. Así, lograron comprender un poco más de este mundo tan fascinante para la física tradicional.

El experimento utilizó pulsos de luz a frecuencias de terahercios -billones de pulsos por segundo- para acelerar un tipo de electrones conocidos como “pares de Cooper”. Tras rastrear la luz emitida por los pares de electrones acelerados, encontraron emisiones de luz del segundo armónico o una luz al doble de la frecuencia entrante utilizada para acelerar los electrones.

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Lo más significativo es que estos resultados van más allá de lo convencional, porque, por las leyes de la física conocidas, se supone que estas emisiones de terahercios del segundo armónico estarían prohibidas en los superconductores.

“Lo que pasa con las cosas de segundo orden es que son fenómenos mucho más complejos de ver. Tal como dice el estudio, son ‘prohibidos’. Ellos primero tuvieron que hacer un experimento a muy baja temperatura para que el material que estaban estudiando estuviera estático. En condiciones que ellos sabían que se podía observar, nunca esperaron una respuesta tan intensa”, opina Igor Osorio, director del programa doctorado en Ciencias de Materiales Avanzados de la U. Mayor.

Mirando hacia el mañana

El experimento de los connotados físicos del hemisferio norte suena complejo de entender, pero se aclara si es que pensamos en sus posibles usos.

Una de las aplicaciones que más se podrían ver beneficiadas con la “luz prohibida” es la fabricación de las computadoras del mañana, equipos ultramodernos y con grandes potencialidades. Asimismo, podría servir para las comunicaciones y otras tecnologías

“Tú podrías construir sistemas a nivel atómico, que respondan a la luz de manera distinta y eso genere información. Ahora ya no estamos hablando de una escala nano, sino de átomos. Con los átomos poder obtener respuestas distintas. Y eso a la larga, si se llegara a poder manipular, generaría distintos tipos de información o transporte de información”, dice Osorio.

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“Podría ser también, tal vez, una fuente de energía. Es un área súper relevante donde podría tener una aplicación en el futuro”, concluye el académico.